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日本陆军航空兵也不是吃素的，虽然是遍体鳞伤，还是拼命派出轰炸机队用炸弹回敬中国空军。就在这你来我往之间，中日战机之间的小规模狗斗更是频繁的如同家常便饭一般。虽然是力战不退，日本陆军航空兵却已经是强弩之末，9月中旬在日本陆军航空兵精锐损失殆尽之后，中国的战机却在双方的鲜血中茁长成长起来。中国和日本方面的胜负比率被彻底扭转，日本方面每击落一架中国战机需要付出三架本方战机的代价。9月21日，在巴暗达山上空爆发了新一轮的大空战。这次战斗的起因是河东岸的日军试图再次冲过桑叶河。日军集中了几乎所有的炮兵部队，还升起了炮兵观测气球。东北军方面发现了日军的企图，一架“金丝燕”战斗机单枪匹马，以日军回忆“离地仅仅数公尺”的超低空突袭将观测气球击落，恼羞成怒的日军派出数十架战斗机前来支援，加上原定用于支援地面进攻的日本轻重爆击机，日军派出的战机约120架左右，其中约有一半是“烈风”式战斗机。财大气粗的中国空军被日军突然袭击打得一度撤退，缓过劲来之后钟离卫立刻展开数百辆坦克和装甲车发动势不可挡的逆袭。在中国钢铁巨兽统治战场的同时，飞翔的中国飞机也再次遮蔽了天空，中国空军派出了157架的庞大战斗机编队，共包括95架“金丝燕”战斗机和62架“披毛犀”重型战斗机。几个小时的空地大混战之后，下午4时，日军灰溜溜的撤回出发位置，丢下一地的尸体和残骸，丧失了突击渡河的最后一丝勇气。此后日军再未敢发动渡河作战。地面作战吃瘪，天上的日本陆军航空兵却再次放出大话，上报了高达89架的击坠数，中国方面则相对老实一些，只报了42架的战果。实际上战后清点，东北军损失了5架“金丝燕”，其中2架还是被地面的日军高射炮部队击落的。日本方面的损失则极为惨重，约有24架“烈风”被击落，这也从侧面说明日军新补充的飞行员的射击技术很成问题。9月25日凌晨，日本方面再次放出“风”式气球做为炮兵观测平台，敌人的“屡教不改”彻底激怒了钟离卫，他下令无论付出多大代价，必须把这颗气球在中国和日本士兵面前报销掉。于是中国空军再次派出“金丝燕”三机编队发动超低空突袭，虽然日本人编织起了密集的火网，却只能无奈的看着中国战斗机在众目睽睽之下将观测气球打成了一颗火球。
由于日本陆军航空兵没法提供足够的新式“烈风”战斗机，一些原来撤换下来的“零”式战斗机只得被迫冲上了战场，并且因为防护差的问题而吃尽了苦头。
当地面上的西伯利亚驻屯军彻底失掉进攻的勇气和意志时，天空中的日本武士们却仍然在坚持。9月21日之后的一周，桑叶河上空刮起了腥风血雨，百架以上的大规模追逐、狗斗和混战每天都在上演，中日双方都杀红了眼，误伤和操作失控如雨后春笋般涌现。最为经典，影响也最为深远的乌龙球是日本人在1942年9月25日搞出来。这天，鹿岛慎太郎曹长在经过血腥的狗斗后座机受伤，被迫紧急迫降，不知是被打得头晕脑胀还是地理学的太差，他竟然选择了中国控制的河西岸进行迫降。结果中国毫不客气的收下了这份从天而降的大礼——东北军只花了两天时间就把已经被大卸八块的这架“烈风”运回了北京进行全面测试。
鹿岛曹长隶属于第11飞行战队第1飞行中队，据日军王牌飞行员岩濑幸一回忆，当天的混战中，他击落了一架中国战机，之后他发现落单的鹿岛军曹昏头昏脑的跟到他的僚机位置上。在岩濑之前，芳山文治曹长已经带了鹿岛曹长一段，但不知道是鹿岛的战机受创过重，还是他本人已经神经崩溃，岩濑和芳山的努力最终都没有效果。在岩濑焦急的目光中，鹿岛曹长摇摇晃晃的降落在的中国控制区。好在不是所有人都打晕了头，青柳军曹冒险降落在鹿岛身边，试图将他救出来，却被全速冲过来的一辆东北军坦克连人带机打成一堆火焰。看到青柳受伤，岩濑幸一义无反顾的俯冲下来，以高超的驾驶技术，稳稳的停在鹿岛战机后面，结果鹿岛和身负重伤的青柳都挤进了“烈风”式战斗机狭窄的座舱，在追击的东北军的枪林弹雨中驾机起飞逃出生天。岩濑的英勇行为使他声名大噪，还因此赢得了第2飞行军团长官亲自颁发的感谢状。
随着战斗的进行，中国方面的战术也越来越诡诈。9月29日，“飞将军”鲍云生展示了他在西班牙的著名战术：20架“披毛犀”踩着晨曦杀到设在阿兰山的日军前线机场上空。出人意料的是，东北军战斗机竟然还在日军机场上空兜起了圈子，耐心的等到11架“零”式战斗机冲上跑道试图紧急起飞迎击时，“披毛犀”们突然俯冲直下，凶猛的机枪火力瞬间横扫整条跑道。已经开始滑跑的日军“零”式战斗机无所遁形，被弹雨扫的东倒西歪，两架“零”式战斗机当场爆炸，将整条跑道烧成一片火海。另外9架日机则撞到了跑道附近的停机坪等处，造成了更多的破坏。整个阿兰山机场被东北军这通袭扰折腾的鸡飞狗跳。让日本人意想不到的是，中国人泛起坏水来没这么简单。差不多两个小时之后，第2飞行军团的飞机场大队总算将阿兰山机场的跑道清理干净，忙的满头大汗的日本官兵正想放出战机，地勤们则准备休息的时候，第二批东北军战斗机再次飞临，如法炮制，几个低空通场之后，阿兰山机场又恢复了之前一塌糊涂的状态。10月2日，东北军战斗机又光临了金光寺附近的日军机场，几个回合之后，金光寺机场上堆满了烟熏火燎的日本飞机残骸和累得东倒西歪的日本地勤人员，完全丧失了战斗能力。10月中旬，桑叶河寂静的夜空中多了些“夜行怪客”。它们无声无息的接近，扔下几颗炸弹再扬长而去，这些是中国空军新装备的“乌鸦”式夜间战斗机。它们迅速成为了西伯利亚驻屯军的美梦杀手。长于夜间袭扰的日军，此时也被折磨到精神濒临崩溃，很多部队一夜数惊，几乎到了风声鹤唳草木皆兵的状态，多次出现有部队无端集中全部火力搞“焰火表演”的情况。更为恶劣的是，飞翔的中国飞机欺负日本陆军航空兵缺乏夜间截击作战能力，竟然把“快刀”轰炸机拿出来执行夜袭任务。结果地上的日本官兵听着“快刀”轰炸机巨大的发动机噪音缓缓接近，之后就是劈头盖脸的炸弹洗礼，却无能为力更无处可逃，全军士气低到了极点。
就在中国空军变着花样蹂躏日军时候，北京又送来新式武器。11月份“金丝燕”的正式生产型，带着强劲的“太行”发动机、1门23毫米机炮和6挺12。7毫米航空机枪成群结队的出现在桑叶河上空。与新式“金丝燕”一起到来的还有首次参与实战的“万虎”式航空火箭，当11月16日5架“金丝燕”带着这种中国国家流体动力研究院几易其稿的经典武器抵达桑叶河时，日本还不知道飞翔的“金丝燕”们已经拥有了让他们心惊胆裂的可怕武器。
“万虎”75毫米火箭是划时代的武器。当时中国实验的火箭发动机药柱直径为10毫米，在圆筒型燃烧室中装入7跟10毫米药柱，燃烧室直径就是70毫米，再加上燃烧室壁厚5毫米，就产生了75毫米这个口径，125毫米口径的选择也是出于相同的方式。最初的75毫米“万虎”火箭采用了涡轮喷气自旋方式稳定，结果在空中射击实验时发现，多发连射密集度距离设计要求相差甚远，而且采取涡轮喷气方式，药柱的28％至30％会消耗在火箭的旋转上，因此中国国家流体动力研究院选择使用弹翼配合环形稳定器的方式。而在翼展选择方面，对多种翼展的弹翼分别装弹进行了风动和实际设计实验，最终在“万虎”上选择了150毫米的翼展。
1935年间，“万虎”火箭进行了多次试射，积累了大量的数据和宝贵的经验。1936年之前的“万虎”火箭采用了u型卡式发射架，但试飞中发现这种发射架会产生恐怖的空气阻力和翼面乱流，不但会影响战机的速度，甚至会威胁其操控性能。1937年，中国国家火箭科学研究所研制出了代号“管弦”的t型槽导轨发射架，“万虎”火箭的发射架则采用了“n”型的。装在“金丝燕”上的“万虎”火箭采用的发射架和后来的“鸿雁”炮艇机采用的并不相同，其全长为1000毫米，导轨长尾825毫米，每侧四条导轨。11月16日携带“万虎”抵达的“金丝燕”战斗机在4天之后的11月20日下午17时终于一展身手。当时这批“金丝燕”在叶宁上尉的指挥下执行掩护轰炸机的任务，在发现日军截击机机群后，根据叶宁上尉的命令，5架飞机在1000米距离上出其不意的发动了齐射，一举击落2架日本战斗机。叶宁上尉所在的飞行中队共有34架装备“万虎”火箭的“金丝燕”，在整个桑叶河战役**击落53架日本飞机，自身毫发无损。应该说中国人的战果，都是在极为有利的状况下取得的，由于日本方面事先并不知道东北军手里有有效射程超过800米的武器，因而日本截击机群排出了匀速水平运动的密集队形，中国人形容对这种队形的敌机编队发动火箭弹攻击，是“用石子砸路边的灯泡”。
中国人的夜袭战术给日本人造成了严重的心理创伤，很多人甚至开始担心起中国人发动对日本本土的大规模恐怖夜袭来。
就在前线日军被东北军袭扰的无可奈何的时候，11月19日，大批“快刀”轰炸机突然摸到苏克哈拉山火车站上空，将这座桑叶河前线日军补给的枢钮炸成了一片火海。暴跳如雷的西伯利亚驻屯军将大批战斗机拉回东西伯利亚腹地，准备抵抗东北军再次发动类似的远距离遮断行动。谁知钟离卫再次变招，11月20日黎明，东北军隐蔽在桑叶河西岸高地上的重炮群一鸣惊