进入1941年后，中国空军补充苏制SB轰炸机100架和战斗机148架，实力有所回升。由于1940年9月13日I-16-10、I-15bis战斗机在重庆璧山与敌零式战斗机首战惨败，暴露出飞机性能远在敌机之下，因此国民政府要求苏联“提供可与敌零式一战的新式飞机”。但这些补充的I-16-10和I-153的性能仍然不如零战，因此中方很少出动，尽量避免与敌正面相遇。尤其是苏德战争即将爆发，苏联撤出援华航空队之后，独力奋战的中国空军更难抵挡日军的肆虐。
1941年，继1940年日军的“101号作战”之后，侵华日军再次部署更为残忍的“102号作战”，即对重庆实施“轮番轰炸”“月光轰炸”“疲劳轰炸”，又称“第三次战略轰炸”。参加这次轰炸的日机，除在华的第1飞行团、第3飞行团和第60战队外，还征调了驻东北用以对付苏联的第12、第98重型轰炸机战队，及驻在太平洋地区用以对付美国的第11、第22航空部队投入这次轰炸行动。日军企图倾其全力，孤注一掷，一举解决“中国事变”。
4月10日， 在侵华日本陆军的要求下，原第2联合航空队改编的日本海军第22航空战队结束紧张训练，奉命编入海军中国方面舰队司令长官屿田繁太郎大将指挥的序列下，下辖美幌航空队、元山航空队。
（上图）I-153双翼战斗机
成都上空的耻辱
I-16具备运用高速掠袭战术打败零式的性能，但中国空军墨守成规，仍热衷于贴身缠斗，这正中以格斗见长的零战下怀。也正因如此，中国空军选择的复仇武器不是I-16，而是更灵活、但在速度和爬升等方面远逊于日机的I-153——这也为复仇的结局埋下伏笔。
1940年11月18日，第5大队新任大队长黄新瑞率队前往新疆哈密，换装了26架I-153，第27队亦于同期换装；1941年1—2月，第3大队接收17架，第4大队接收20架。该机拥有可收放式的起落架，时速提高到440公里。中国空军上下普遍认为，通过发挥I-153的机动性优势，足可击败零式。
1941年3月14日， 日军得悉中国空军已换装了新型的I-153后，以第12航空队零战队分队长横山保大尉率12架零式战斗机从宜昌机场出发，护航10架中岛97舰攻（B5N1）再次赴成都寻战。恰航委会也想实验下自半年前璧山惨败后一直寄予厚望的苏制I-153新机的战斗力，在第4大队被打得七零八落的情况下，第5大队成为中国空军复仇的主力。第5大队遂奉命会同第3大队第28队共出动31架I-153出战，迎击零战。是役，中国空军从上到下都很重视，吸取了璧山空战的教训，采取重叠配置战术，由第5大队新任大队长、王牌飞行员黄新瑞率领的编队9架、副大队长岑泽鎏所率的编队11架、第3大队第28队队长周灵虚率领11架前往迎敌。
大队长黄新瑞率领第5大队9机在7500米高度掩护，副大队长岑泽鎏率11机在7000米高度上待机，第3大队第28中队周灵虚中队长率领11机在6500米高度上巡逻，黄新瑞担当总领队。11时32分，零战队从新津县下降高度，7架零式在上方5架友机的掩护下扫射了双流机场。半小时后，中方机群与正在低空扫射、编队飞行的零战在双流附近发生交战。
起初，中方挟以逸待劳之势在高空待战，占据了高度优势。敌机初到，正全力向地面双流机场上搜寻停留的飞机，未及注意中国飞机群奇袭，因此，一开始中方占据主动。但在随机的近身格斗中，由于零式的格斗性能相当优秀，水平盘旋半径、垂直爬升率和最大速度等性能都远在I-153之上。因此，日本零式居然很快从遭奇袭、高度低、被咬尾的一系列不利局面中摆脱出来，利用其远胜于I-153的机动性反超。短短20分钟的混战中，中方损失惨重：第5大队大队长黄新瑞头部重伤迫降于苏码头，虽经地面人员奋力抢出，送至医院，但终因伤势过重于16日不治辞世；副大队长岑泽鎏被当场击落在双流机场旁，人机同殉；第5大队参战的第17队分队长江东胜、飞行员任贤、林恒、陈鹏扬战死，队长谢荃和、分队长严钧轻伤；第3大队第28队队长周灵虚和飞行员袁柄芳也在空战中牺牲。
中方在空战中被击落8架I-153，连迫降损失共16架，其中10架全毁。日方宣称击落7架，击伤地面27架。日机全部返航，只有4架轻伤（1机中弹2发、1机中弹3发、1机中弹1发、1机中弹8发）。上平启州、羽切1空曹踊跃出击，一举击落4架（含1架不确实），中濑幸一更报称击落6架（含1架不确实）。惜黄新瑞、岑泽鎏、周灵虚等有着丰富对日空战经验的粤籍英雄百战而死，中方痛折栋梁。至此，中方主力飞行员已损失85%以上，中国空军的血快要流光了。
（上图）1941 年年初，第3 大队第32 中队摄于成都双流机场。后左一张济民、后左二洪奇伟、后左三薛凤翥；前排左一李光刚、左二乔无遏、左四梦昭勋、左五队长徐葆畇、左六司徒福、左七徐华江
若说璧山空战的失利还情有可原，双流空战的败北则完全是人祸。指望用盘旋能力强的I-153对抗高速度、高爬升的零式本身就是错误。单就这场战斗而言，国军在大好局势下，打半小时只命中14发子弹，技战术水平实在令人难以置评。零式根本没有防护钢板和自封闭式油箱等防御装备，如果中国飞行员的枪法稍好一点，在战斗开始时打爆几架零式，那么后续战况很可能会完全不同。事实上，战后中方报告也承认“平时战斗及射击之训练较少”。
从团队配合看，尽管中国战机在战前分三层部署，但在战斗中各层飞机却缺乏协同和掩护，被零式运用高爬升率抢回先机；由于平时器械保养工作欠妥，多架飞机因机枪卡壳、氧气不足、发动机过热等故障而不得不退出战斗，致使数量优势没法完全发挥。在这些因素的共同作用下，中国空军不仅被日机打出16∶0的交换比，还牺牲了黄新瑞、岑泽鎏两位经验丰富的指挥官，全军士气大挫。事后，航委会被迫承认新换装的战斗机也无法与敌性能占绝对优势的零式抗衡，遂下令对其采取“避战”政策，遇有情报通告敌零式出动，中国飞机不得与其交战，只可远遁保存实力，在当时情况下，实乃不得已而为之。
璧山空战、双流空战，以及后来的天水空战，是零式在中国战场最知名的三场战斗。从1940年9月起，仅仅几个月的时间，日军就以不到20架零式把中国空军逼入了绝境。在和零式的交锋中，中方先后折损各类军机约百架，却未在空战中打下一架零式（仅依靠地面防空火力在昆明、成都、兰州各击落1架）。但把这种惨败归咎于装备落后是无论如何都说不过去的。较之武器，国军更为落后的是战术理念、训练水平和情报工作，这些不加以改善，拥有再好的飞机也难以扭转局面。
本文摘自《中国上空的鹰:苏联援华航空志愿队战史1937—1941》