В период наибольшего напряжения боевых действий советское командование разработало план отражения массированного налета японской авиации. В районе Ханькоу скрытно сосредоточились более 100 самолетов И-16 и И-15. 29 апреля 1938 года в 10 часов утра после оповещения с постов наблюдения первой взлетела эскадрилья во главе с командиром группы капитаном А. Благовещенским, за ним — другие эскадрильи.
По плану боя И-16 набрали высоту 5000, а И-15 — 4000 метров. Более маневренные И-15 на виражах сковали боем прикрытие противника, а скоростные И-16 завязали бой на вертикалях. В образовавшийся коридор вклинилась эскадрилья И-16, ведомая лейтенантом Н. Зингаевым, и с ходу атаковала первую девятку японских бомбардировщиков. Ведущий группы и его ведомый были сбиты. Шедшие сзади две девятки двухмоторных самолетов сбросили бомбы, не долетев до линии фронта, и повернули назад. К преследованию подключилась группа резерва, которая, используя преимущество в скорости, на догоне сбила еще несколько самолетов.
Вот как описывает этот воздушный бой советский летчик. Н. Козлов.
«Монолитной массой в плотном строю клина девяток идут бомбардировщики противника. В стороне и выше с красными кругами на плоскостях летят истребители.
Часть наших сил устремляется навстречу истребителям и связывает их боем. Основная масса обрушивается на бомбардировщики. Скрестились огненные трассы. Мелькают перед глазами атакующие и выходящие из атаки самолеты. Уже языки пламени лижут борта некоторых бомбардировщиков. Однако с самурайским упорством противник пытается пробиться к цели. Сбитые самолеты в беспорядочном падении устремляются к земле. Но другие, сомкнув строй, огрызаются из всех пулеметов. Надо отдать должное: выучка у экипажей противника высокая — чувствуется закалка отборных офицерских кадров. Горит, а идет за ведущим крыло в крыло, и, пока не истреблен экипаж, самолет управляем и не перестает сыпать пулеметными очередями».
Японская авиация потеряла 21 самолет. Китайская сторона недосчиталась двух машин. Старший лейтенант Г.Кравченко в этом бою сбил двух бомбардировщиков.
Как видно из описания воздушного боя, в котором участвовало более 50 самолетов с каждой стороны, наши истребители использовали «испанский» опыт — схему расстановки сил истребителей (смешанный боевой порядок) и последовательность ввода их в бой, а также логику боя с учетом сильных и слабых сторон противника. Характерно, что план разрабатывали получившие опыт в Испании летчики полковник П.Рычагов и полковник Г. Захаров, причем последний сам реализовывал его в воздухе.
Одновременно совершенствовали тактику воздушного боя и наши бомбардировщики. 3 августа 1938 года три самолета СБ, пилотируемые летчиками старшим лейтенантом А.Котовым, лейтенантом В.Анисимовым и лейтенантом С.Слюсаревым, бомбили японскую базу по сборке бомбардировщиков в Аньцине. После отхода от цели их догнала пара И-96 и заняла исходную позицию для атаки справа и ниже на 100–150 метров. Их атаку плотным заградительным огнем отбили воздушные стрелки. Однако к противнику подоспело подкрепление. 18 японских истребителей стремились атаковать тройку СБ с разных направлений. Бомбардировщики с пологими разворотами (змейкой), прикрывая друг друга, стали набирать высоту. Этот прием не давал возможности японским истребителям нападать сверху, а их атаки снизу отражали воздушные стрелки.
Один И-96 все же сумел пристроиться к фланговому бомбардировщику и тем самым сковал его маневр по горизонтали. Остальные по одному, в пределах «мертвого конуса», под стабилизатором пытались атаковать в упор. Однако стрелки успели перейти от верхних турельных пулеметов к люковым и перекрыть зону огня. Отработанное взаимодействие советских авиаторов лишило противника надежды на успех. 50 минут продолжалась смертельная погоня. Настойчивые, но недостаточно грамотные атаки японцев привели к тому, что они потеряли четыре самолета.
После посадки тройки СБ на каждом самолете насчитывалось от двадцати до семидесяти пулевых пробоин. Из анализа боя трех бомбардировщиков против восемнадцати японских истребителей были сделаны следующие выводы: основой обороны бомбардировщиков в воздушном бою должен быть плотный строй с тесным огневым взаимодействием (по принципу «охраняй хвост соседнего самолета»); приемы боя должны учитывать сильные стороны своей машины (в данном случае — хорошие высотные характеристики СБ); нельзя давать противнику возможность использовать наши слабости (при атаке сверху пары бензина вспыхивали от первой зажигательной пули, а при атаке снизу даже пушечные снаряды гасились в холодном бензине); необходимо отрабатывать быстрые перестроения в бою для сосредоточения огня на направлении готовящегося удара противника.