在中華民族偉大的反侵略戰爭中，弱小的中國空軍同強悍的日軍航空隊進行浴血奮戰，為奪取抗戰的最後勝利作出了不可磨滅的重要貢獻。在這長達8年的空中對抗中，中國共有2468架飛機被擊落，4321名飛行員血灑長空，演繹了一曲最為壯麗的悲歌。
中國空軍在全面抗日戰爭爆發前，先後將各地區、各派系的航空部隊統一於中央國民政府領導，但兵力仍然十分有限：飛機陳舊，機型雜亂，性能落後，機種配備比例失調。截止1937年8月14日，中國空軍正式與日機交戰時，列編的9個大隊零5個獨立中隊，裝備各型飛機296架，不及日軍的九分之一。能夠和日軍飛機正面對抗的飛機，只有150架左右。飛行員620名，在中國當時的訓練條件下，真正能參戰的飛行員更是不足半數，且訓練重點是對地攻擊，基本無空戰經驗。
而日本在全面侵華戰爭開始時前，就已形成了完整的航空武器生產體系，能獨立生產世界上先進的作戰飛機，能夠生產各類飛機和技術裝備，作戰損耗後可以及時得到補充。而且日本那時有年生產1600架飛機的能力，同時日本陸、海軍航空隊的空地勤人員訓練有素，各項保障有力。到1937年8月14日，日本陸軍航空隊約有飛機1480架，海軍航空隊約有飛機1220架。現役飛行員有3000人，預備役和民間飛行員另有2000多人，每年還可以培養培訓上千名飛行員。
在淞滬會戰開始後，中日兩國空中力量開始了自抗戰以來的首次交鋒。1937年8月14日，日軍18架轟炸機襲擊杭州筧橋機場。當日中國空軍驅逐機第4大隊的第21、23中隊飛機剛轉到筧橋機場，未及停機即接到報告有日機入侵。大隊長高志航旋即率隊升空迎擊敵機。空戰中，高志航擊落擊落敵機兩架，全大隊共擊落日機六架，在受傷返航的日機中，一架迫降於基隆以北的海面沉沒。取得了中日空戰的首次勝利，而中國空軍則「零損失」。這是進行全面抗戰後中國空軍對日軍航空隊空戰取得的第一個勝利。
筧橋空戰——打破日本空軍不可戰勝的神話
筧橋空戰，即8.14空戰以6比0的輝煌戰績載入空軍史冊，一舉粉碎日軍航空兵不可戰勝的神話，增強了中國軍民抗戰的必勝信心。當時有首歌：八一四西湖濱，志航隊飛將軍，怒目裂血飛騰，振臂高呼鼓翼升，群鷹奮起如流星，掀天揭地鬼神驚。我何壯兮一擋十，彼何怯兮六比零，一戰傳捷，舉世蜚聲。
中國空軍的首戰取得了重大勝利。1937年8月14日，中國空軍一天中出動飛機8批76架次，集中轟炸了日軍在上海的軍械庫、碼頭、軍艦等重要目標，給敵以沉重打擊。淞滬戰役中，連續組織空軍部隊向日軍突擊，遲滯了日軍地面部隊的進攻速度，殲滅了日軍的有生力量。
8月14日至16日這3天中，日本海軍號稱「虎之子」的第一聯合航空隊38架新型陸上攻擊機竟損失18架，使日軍極感震驚。8月下旬至10月下旬，中日雙方為了爭奪滬、寧、杭等地的制空權，展開了激烈的空戰。中國空軍在沒有外援的情況下，經過三個月的英勇奮戰，使日寇損失飛機230架、擊斃飛行員327名。初試鋒芒的中國空軍打擊了日本空中殺手的囂張氣焰，使全國人民為之振奮，令中外人士矚目！
然而中國空軍也付出了沉重的代價，到10月22日，僅剩飛機81架，其中許多是戰傷和故障待修的，基本上喪失了作戰能力。戰爭初期成長起來的優秀飛行員大多殉國，飛機及各機場損失慘重。
開戰不到半年，年輕的中國空軍「四大天王」，「空軍軍神」高志航、「空中趙子龍」樂以琴、「中國的紅武士」劉粹剛及梁天成悉數陣亡。儘管損失慘重，中國空軍的抵抗意志卻絲毫不減，逆境苦鬥奮力反擊。
1937年11月，中國空軍開始獲得蘇聯的援助，飛機的數量及性能有所增強，在蘇聯志願航空隊的支援下，作戰實力有所恢復。在隨後的南昌空戰、武漢空戰、南雄空戰中，都取得了出色的戰績。1938年4月29日，日軍出動18架轟炸機，在28架戰鬥機掩護下，空襲武漢，中國空軍和蘇聯空軍志願隊奮起迎戰，雙方經過30分鐘激戰，我方以損失12架飛機，傷亡飛行員5人的代價，共擊落日機21架，其中包括轟炸機10架，戰鬥機11架。斃敵飛行員50餘人，2人跳傘後被活捉。
更為值得一提的是：1938年5月19日夜，中國空軍第14中隊中隊長徐煥升、副中隊長董彥博率機組駕駛2架轟炸機出擊日本，20日2時45分飛抵日本長崎上空，爾後到福岡，幾乎飛遍日本九州全島，沿途投下幾十萬份傳單，4時左右返航安全降落。這次作戰行動被譽為「紙片轟炸」、「人道遠徵」，震驚世界。在日本國內也引起強烈反響，第二天日本就決定充實日本本土的防空設施和防空力量。徐煥升因此成為二戰期間「轟炸日本本土的第一人」。
此戰後，中共領導人董必武等代表中共中央和八路軍駐武漢辦事處，赴中國空軍領導機關慰問並敬獻錦旗，中共中央敬獻的錦旗上寫著「德威並用，智勇雙全」，八路軍駐武漢辦事處敬獻的錦旗上寫著「氣吞三島，威震九州」。表示了對中國空軍的敬意。
1939年10月，中、蘇空軍兩次襲擊武漢日本空軍基地，炸毀日機近100架，車輛40餘輛、彈藥3萬餘箱、油庫一座，炸死炸傷日軍530多人。日本海軍第一聯合航空隊司令冢原二四三少將重傷，木更津航空隊副隊長、鹿屋航空隊副隊長都被炸死，60多名空軍骨幹被炸得血肉橫飛。空戰中還擊落日機3架，我方僅輕傷1架。此番襲擊，嚴重打擊了日寇的囂張氣焰，極大鼓舞了我方抗日軍民的信心和勇氣。
武漢空戰油畫
在開戰一年多時間內，日軍號稱戰鬥機「四大天王」的三輪寬、山下七郎、潮田良平、南鄉茂章等曾經驕橫拔扈不可一世的空中殺手，其中3人先後被中國空軍的陳其光、高志航、徐葆昀等擊落斃命，1人被擊傷後迫降被俘。日本海軍第13航空隊司令官奧田喜久司大佐於1939年11月4日率72架飛機空襲成都，中國空軍年僅22歲的新飛行員鄧從珊首先殺入敵陣，盯住敵帶隊長機窮追猛打，犧牲前將號稱日本海軍「轟炸大王」的奧田喜久司擊落斃命。
但是，到了1939年以後，由於中國飛機在質量和數量上都與日機進一步拉大了差距，在空戰中的損失逐漸加大。1940年3月開始，蘇聯志願航空隊在3個月內分批回國，蘇聯一方的援助也幾乎枯竭，一時又得不到英美的援助。性能落後的中國作戰飛機也越打越少，日本飛機卻越打越多、越打越新。中國空軍也迎來了抗戰以來最為艱難的時刻……
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