?第3野戰(zhàn)軍配屬的航空浮空集群編有38架飛機(jī)和8艘飛艇，包括10架FJZ-2
“旋風(fēng)”單座偵察機(jī)，10架FJZ-3
“滄風(fēng)”單座偵察機(jī)，10架FJZ-4
“火風(fēng)”雙座偵察機(jī)，4架FJZL-5
“大風(fēng)”雙座偵察機(jī)和4架FJQH-1J
“晴風(fēng)J”偵察校射機(jī)，偵察飛艇和校射飛艇各4艘。開戰(zhàn)以來(lái)，已有2架
“旋風(fēng)”和1架
“火風(fēng)”因事故墜毀。21日早上，已派出了大部分可用的飛機(jī)去支援新沙赫京斯基方面的作戰(zhàn)，這些飛機(jī)剛剛降落，就接到命令要轉(zhuǎn)去雙城子方面支援作戰(zhàn)。
在集群編配的飛機(jī)中，只有雙座的
“火風(fēng)”機(jī)有后射機(jī)槍架，并有可裝16枚手榴彈的專用彈架，其余飛機(jī)原本并沒有任何武裝，可是在實(shí)際運(yùn)用中，飛行部隊(duì)卻在
“旋風(fēng)”和
“滄風(fēng)”機(jī)上裝配了自制的手榴彈掛架，使這兩種單座機(jī)也擁有了對(duì)地面暴露敵軍的攻擊能力，另外，4架
“大風(fēng)”雙座偵察聯(lián)絡(luò)機(jī)也被擅自安上機(jī)槍和手榴彈掛架，以執(zhí)行對(duì)地支援任務(wù)。
當(dāng)天12時(shí)左右抵達(dá)雙城子附近空域的華軍飛行部隊(duì)包括8架
“火風(fēng)”、6架
“滄風(fēng)”、4架
“大風(fēng)”和4架
“旋風(fēng)”，此時(shí)正值俄軍第2攻擊波冒著華軍炮火，合同第一攻擊波殘部向華軍倉(cāng)促設(shè)立的第二防線挺進(jìn)，第3攻擊波也剛剛進(jìn)入出發(fā)陣地，準(zhǔn)備隨時(shí)跟進(jìn)支援。
華軍飛機(jī)當(dāng)然沒有袖手旁觀，配備有機(jī)槍的
“火風(fēng)”和
“大風(fēng)”陸續(xù)向前進(jìn)中的俄軍散兵線俯沖，拉起時(shí)由后座觀察員投下手榴彈，并以機(jī)槍向敵掃射，單座的
“滄風(fēng)”和
“旋風(fēng)”沒有機(jī)槍，只能單純以手榴彈攻擊。飛行部隊(duì)的攻擊嚴(yán)重挫傷了俄軍的士氣，俄軍官兵見到飛機(jī)沖來(lái)紛紛臥倒，但這并不妨礙飛機(jī)上的機(jī)槍發(fā)揮效力，俄兵發(fā)現(xiàn)在開闊地上臥倒仍然會(huì)被從天而降的子彈打中，于是開始尋找飛機(jī)
“看”不到的樹林，但戰(zhàn)場(chǎng)上幾經(jīng)炮火洗劫，幾乎已不存在什么可以躲避飛機(jī)攻擊的樹林，部分絕望的俄兵不顧軍官的攔阻，紛紛向后潰散。
20日夜，俄軍第三步兵師開始從新沙赫京斯基撤出，乘車趕往雙城子，撤退行動(dòng)嚴(yán)格保密，前沿的巡哨和值勤由后衛(wèi)部隊(duì)照常進(jìn)行，主力部隊(duì)從城外道路繞往火車站，未曾驚動(dòng)居民，火車開出時(shí)禁止鳴笛，運(yùn)兵的車皮涂上紅十字偽裝成運(yùn)傷員的車皮，運(yùn)火炮的車皮則將火炮周圍堆滿木材偽裝成運(yùn)貨車皮，沿線布置了3個(gè)騎兵團(tuán)和大批護(hù)路巡邏隊(duì)。一整夜，華軍都未曾察覺第三師的移動(dòng)，派出偵察鐵路線狀況的小股騎兵偵察隊(duì)不是被擊退就是被消滅，偵察隊(duì)沒有取得有實(shí)際價(jià)值的情報(bào)。直到次日清晨，華軍第13步兵師的3個(gè)旅和第11師的33旅仍集結(jié)在新沙赫京斯基周圍，另外還得到兩個(gè)騎兵團(tuán)的支持，合計(jì)兵力達(dá)4萬(wàn)8千人，集結(jié)的軍屬和師屬火炮包括36門150毫米重榴彈炮、72門105毫米加農(nóng)炮和48門90毫米榴彈炮，旅屬火炮包括72門75毫米野戰(zhàn)炮和24門100毫米迫擊炮。而此時(shí)新沙赫京斯基俄軍的環(huán)形陣地內(nèi)，只有前沿布置著不到兩千名可快速撤出陣地的騎馬步兵。原來(lái)的炮兵陣地上安設(shè)了用木頭和鐵皮拼成的假炮，為免露餡，還在假炮上方設(shè)置了蓬布和樹枝作掩飾，而各團(tuán)營(yíng)地內(nèi)總共可供約兩萬(wàn)人使用的營(yíng)帳也還留在原地，以便欺騙華軍的空中偵察隊(duì)。
陳星云對(duì)這份報(bào)告并不在意，毫不猶豫地下令，第32旅準(zhǔn)備按計(jì)劃執(zhí)行對(duì)雙城子要塞的佯攻，第33旅準(zhǔn)備按計(jì)劃執(zhí)行穿新沙赫京斯基與雙城子間的穿插作戰(zhàn)，第13步兵師準(zhǔn)備按計(jì)劃夾擊新沙赫京斯基之?dāng)耻?，野?zhàn)軍屬航空浮空集群亦應(yīng)按計(jì)劃分批出擊，支援地面作戰(zhàn)。
第13師則集中兩百多門大炮猛烈轟擊新沙赫京斯基西北方面的防線，俄軍當(dāng)然無(wú)力還擊，前沿守軍紛紛撤出陣地，騎上馬向東部的沼澤和森林中退卻。
俄軍進(jìn)攻部隊(duì)此時(shí)尚未進(jìn)入出發(fā)陣地，所以并未受到嚴(yán)重打擊，猛烈的炮擊卻使斯特塞爾中將吃了一驚，以為己方情報(bào)失誤，華軍的真正進(jìn)攻方向卻在此處，連忙派人到各陣地詢問情況，不久從新沙赫京斯基傳來(lái)消息，華軍正以重兵猛攻該處陣地，斯特塞爾才放下心來(lái)。不料很快又傳來(lái)消息，華軍步兵正在炮火掩護(hù)下，自要塞西面躍出戰(zhàn)壕，向要塞前沿陣地接近。
斯特塞爾疑惑起來(lái)。
旁邊康特拉琴柯少將說(shuō)道，斯特塞爾也暫時(shí)拿不出主意，只好照辦。
“不過如此嘛?！?br/>
“恩，殲滅作戰(zhàn)，這么說(shuō)來(lái)，是時(shí)候開始了。”
正在空中巡邏的華軍飛艇和飛機(jī)立即向地面報(bào)告了俄軍炮群的位置，華軍重炮由空中校射，向俄軍炮兵陣地反擊，但因俄軍火炮多置于堅(jiān)固據(jù)點(diǎn)和掩體內(nèi)，未能有效壓制住。
俄軍的作戰(zhàn)正面約10公里，主要突擊正面約5公里。第3師的2個(gè)團(tuán)布置在戰(zhàn)線北段，第4師的4個(gè)團(tuán)布置在戰(zhàn)線中段，第5師的4團(tuán)布置在戰(zhàn)線南段，第4師和第5師擔(dān)負(fù)主攻任務(wù)，第3師負(fù)責(zé)掩護(hù)和牽制。
眼看著形勢(shì)驟變，一直呆在前沿觀看32旅實(shí)施佯攻作戰(zhàn)的野戰(zhàn)軍參謀長(zhǎng)趙民河中將立即策馬趕往己方主陣地線后方2公里外的第11師師部，找到師長(zhǎng)鄭虹少將，劈頭就道：“快派出預(yù)備隊(duì)，敵軍重兵攻過來(lái)了?！?br/>
“我已經(jīng)看明白了，現(xiàn)在我們一起去前面，不過要立即命令31旅動(dòng)起來(lái)，還要發(fā)電報(bào)給司令部，讓他們調(diào)撥援兵?！?br/>
當(dāng)趙民河攜鄭虹來(lái)到距離前線主陣地幾百碼外的一處小坡上時(shí)，兩人清楚地看到了一股股人流從要塞的前沿陣地中涌了出來(lái)，在原野上散開成散兵線，一點(diǎn)點(diǎn)，一片片，一股股，向兩人所在之處逼近。
接連又有三四發(fā)炮彈打在附近，鄭虹緊張起來(lái)：“參謀長(zhǎng)，這里太危險(xiǎn)，還是回師部去吧?！?br/>
他點(diǎn)點(diǎn)頭：“這里危險(xiǎn)的話，就換個(gè)地方，但暫時(shí)還不要回師部，我們?cè)俚絼e的地方看看，敵人剛剛開始動(dòng)作，形勢(shì)還不大明朗，我們看清楚了才好組織反擊。對(duì)了，發(fā)電報(bào)請(qǐng)求空中支援了嗎？”
趙民河拍拍馬頭，舉起馬鞭向更接近陣地一處矮坡指去：“希望他們趕快點(diǎn)吧，好了，我們往那邊去看看，不知道32旅能頂多久?！?br/>
“看看再說(shuō)吧?！?br/>
此時(shí)，華軍布置在隱蔽掩體中的團(tuán)屬、營(yíng)屬輕型火炮開始向俄軍步兵轟擊，配備了精密瞄準(zhǔn)具的華軍狙擊手以精準(zhǔn)火力瘋狂屠殺俄軍領(lǐng)頭軍官，輕重機(jī)槍也斷斷續(xù)續(xù)地發(fā)言起來(lái)，俄軍打頭的幾個(gè)營(yíng)遭到嚴(yán)重殺傷，但俄軍的兇猛炮火逐漸將華軍步兵的抵抗壓制了下去。俄軍步兵步步逼近，奪取了若干前哨據(jù)點(diǎn)，又向華軍主陣地線壓過去，眼看俄兵越?jīng)_越近，最前面的人將要踏上主陣地線的戰(zhàn)壕邊緣，忽然幾排槍彈急促發(fā)來(lái)，掃倒一片俄兵，原來(lái)是作為32旅預(yù)備隊(duì)的96團(tuán)已然趕到，以營(yíng)連為單位，補(bǔ)進(jìn)了戰(zhàn)線中，暫時(shí)遏制了俄軍的前進(jìn)勢(shì)頭。
趙民河把這一幕著實(shí)看在眼里，料到事情不妙，心急如焚，就要率身邊的警衛(wèi)隊(duì)去阻擋俄軍，諸衛(wèi)兵當(dāng)然不允，旁邊鄭虹更是好言相勸，與眾人一起挾持著趙民河，退向師部。跑到半路，斜刺里殺出數(shù)十俄國(guó)騎兵，在頭頂上旋舞著馬刀沖殺過來(lái)，警衛(wèi)隊(duì)舉槍攔射，擊倒數(shù)騎，余者蜂擁而近，趙民河與鄭虹亦拔出隨身左輪槍，連扣扳機(jī)，打落好幾名敵兵。然而敵兵人多勢(shì)眾，呼嘯而至，眨眼間戰(zhàn)斗已轉(zhuǎn)為近身肉搏，刀飛血舞，馬嘶人號(hào)，不一時(shí)，十來(lái)名警衛(wèi)員只剩下三四人尚在馬背上，隨行的參謀官全部落馬，趙民河與鄭虹亦不得不抽出指揮刀與敵拼殺，然而幾番砍殺，敵兵還有二三十騎，己方戰(zhàn)士卻幾近全滅。趙民河不由大叫一聲：“天欲葬我于此乎！”
鄭虹仔細(xì)看去，及時(shí)趕來(lái)救援的乃是師部的騎兵偵察營(yíng)，那營(yíng)長(zhǎng)王濤此時(shí)收了左輪槍，策馬過來(lái)敬禮。鄭虹夸贊他兩聲，便要他派人為中彈跌落地上的趙民河裹傷。王濤喚過兩名衛(wèi)生員，分別為趙民河與鄭虹包扎傷口，又報(bào)告道：“31旅的91團(tuán)已經(jīng)在師部布置好防御，92團(tuán)已趕去保護(hù)炮兵陣地，93團(tuán)正在趕來(lái)，師長(zhǎng)不必?fù)?dān)心，且先隨我等返回師部?！?br/>
那邊趙民河聽到，回他一聲：“鄭師長(zhǎng)，我沒事，這就上馬?！?br/>
“沒問題?！?br/>
“敵大隊(duì)騎兵剛剛向師部發(fā)動(dòng)沖擊，已被91團(tuán)的步兵和旅屬炮兵擊退，重炮陣地那邊有92團(tuán)防衛(wèi)，想必也無(wú)大礙，93團(tuán)正在趕來(lái)，應(yīng)該馬上就到?！?br/>
“請(qǐng)放心吧，我都布置好了，來(lái)多少死多少?！?br/>
鄭虹放下望遠(yuǎn)鏡，卻見趙民河已裹好傷口，走近過來(lái)，心中愧疚，摘下軍帽，低頭向他謝罪道：“參謀長(zhǎng)，我無(wú)能，剛剛還打包票說(shuō)沒問題，可是眼睜睜就看著32旅被打垮了……”
鄭虹抬起頭，疑惑地“哦”了一聲。
“可是13師外加33旅不是正在進(jìn)攻新沙赫京斯基嗎？”
鄭虹咽了口唾沫，低聲道：“那么，現(xiàn)在該怎么辦？32旅可能已經(jīng)陷入崩潰狀態(tài)，如果重炮陣地又被敵軍掃蕩的話，以31旅的兵力還是不足以抵擋敵軍3個(gè)師的進(jìn)攻哪。”
鄭虹點(diǎn)點(diǎn)頭：“由趙參謀長(zhǎng)來(lái)告訴陳司令官的話，再好不過了。”
看到副官送來(lái)電文，陳星云問道：“誰(shuí)發(fā)來(lái)的?！?br/>
陳星云若有所思地點(diǎn)點(diǎn)頭，把電文取過來(lái)，只見上面寫著：“第3軍司令官陳鑒，前11師已發(fā)出求援電報(bào)，未獲答復(fù)，不知為何，今32旅陣線已被俄軍突破，11師師部已成前線，且發(fā)現(xiàn)當(dāng)面之?dāng)撤?hào)中含有遠(yuǎn)東第3師，可推測(cè)新沙赫京斯基已實(shí)乃空城，無(wú)須重兵圍攻，請(qǐng)即調(diào)可快速運(yùn)動(dòng)之部隊(duì)，趕來(lái)支援11師，形勢(shì)危切，險(xiǎn)象環(huán)生，稍若拖延，恐成大禍！”
這么想著，陳星云立即讓參謀擬了一份命令，讓野戰(zhàn)軍直屬航空浮空集群派出“所有可攜帶武器的飛行器”到雙城子一帶，查明戰(zhàn)場(chǎng)狀況，并支援地面作戰(zhàn)。
一看到這回復(fù)電文，趙民河大怒，將電文擲于地上，恨恨道：“好個(gè)陳宇晴，完全不把我的話當(dāng)回事，罷了罷了，今天我便戰(zhàn)死此地，以謝武威公知遇之恩！”
趙民河吐口氣，憤憤道：“幾架破飛機(jī)，有何用處！”
“的確勇猛異常，可惜這等時(shí)代，騎兵正面沖擊設(shè)防陣地已是無(wú)用?！?br/>
在距華軍陣地1000到200碼的距離上，俄軍騎兵被華軍數(shù)十挺輕重機(jī)槍如割麥般一茬茬掃倒，在后擔(dān)負(fù)火力支援任務(wù)的騎兵炮兵和機(jī)槍隊(duì)也被華軍準(zhǔn)確的迫擊炮火力打得一塌糊涂，攻擊徹底失敗，俄軍遺尸千余，參與沖擊的騎兵無(wú)一逃回。
12時(shí)30分左右，31旅的93團(tuán)趕到師部，鄭虹命該團(tuán)隱蔽集結(jié)在91團(tuán)陣地后的樹林中，作為反擊用的預(yù)備隊(duì)。鄭虹剛下完命令，便聽得空中嗡嗡作響，原來(lái)飛行部隊(duì)已然抵達(dá)，密密地一團(tuán)，大約二十來(lái)架。
鄭虹望天嘆道。
鄭虹遠(yuǎn)遠(yuǎn)望見這一幕，興奮地叫起來(lái)：“參謀長(zhǎng)，敵人的陣線動(dòng)搖了！”
“是！我馬上就去布置?！?br/>
“明白！”
此時(shí)，俄軍左翼已遭突破，但華軍已沒有預(yù)備隊(duì)可用，難以擴(kuò)張戰(zhàn)果，反而遭到俄軍戰(zhàn)線中段由遠(yuǎn)東第4師師長(zhǎng)德米特列夫斯基少將指揮的3個(gè)步兵團(tuán)（第14、15和16團(tuán)）的壓擊，納英杰少將的部隊(duì)在退卻一陣后，又迅速反撲回來(lái)，華軍91、93團(tuán)面臨著敵人六個(gè)團(tuán)的夾擊。這時(shí)在俄軍戰(zhàn)線北段，由遠(yuǎn)東第3師師長(zhǎng)赫沃斯托夫少將指揮的兩個(gè)團(tuán)（第9和第11團(tuán)）正從側(cè)面攻擊華軍的重炮陣地，并企圖迂回到華軍11師師部之后，11師師長(zhǎng)鄭虹少將被迫將剩下的大部分兵力用來(lái)抵抗俄軍遠(yuǎn)東第3師的進(jìn)攻，無(wú)暇顧及91和93團(tuán)。
鄭虹忙著調(diào)遣部隊(duì)去防衛(wèi)重炮陣地，好不容易喘口氣，又被責(zé)令撤回攻擊部隊(duì)，不由得沮喪起來(lái)，有氣無(wú)力地喚來(lái)傳令兵，準(zhǔn)備下命令。
據(jù)聯(lián)絡(luò)官所言，騎兵13團(tuán)已奉軍部之命趕到此處之西二里外，隨時(shí)可供調(diào)遣。
華軍91團(tuán)適時(shí)殺出陣地，與騎兵13團(tuán)相配合，向當(dāng)面的俄軍23團(tuán)發(fā)動(dòng)突擊，打垮該團(tuán)后，即向俄軍遠(yuǎn)東第4師背后迂回。
第4師既已撤退，正在戰(zhàn)線北段猛攻華軍重炮陣地的第3師之第9、11團(tuán)受到華軍兩面壓迫，只好撤退，華軍未予追擊。當(dāng)日雙城子方面戰(zhàn)斗就此停熄，時(shí)為下午5點(diǎn)鐘，一小時(shí)后，預(yù)備步兵34師之102旅趕到，替下了已失去攻擊力的32旅，改隸11師編成內(nèi)。隨后，33旅亦于當(dāng)日黃昏趕回，返歸11師指揮，鄭虹少將手中總算有了3個(gè)可用之旅。
當(dāng)日雙方的鏖戰(zhàn)焦點(diǎn)在雙城子方面，華軍11師和俄軍的3個(gè)師都受到了不同程度的損傷，華軍11師的32旅受創(chuàng)最重，全旅當(dāng)日參戰(zhàn)的8000人中陣亡1291名，傷2757名，失蹤615名，也就是說(shuō)，損失了半數(shù)以上人員（4663名），無(wú)法再實(shí)施進(jìn)攻作戰(zhàn)，不得不撤回后方地域休整。33旅當(dāng)日有大約8500人參戰(zhàn)，陣亡638名，傷1957名，失蹤278名，大約三分之一的人員損失（2873名），勉強(qiáng)可留在前線作為守備部隊(duì)。師部、師屬騎炮兵方面也有不少損失，合計(jì)陣亡87名，傷215名。騎兵13團(tuán)是為當(dāng)日戰(zhàn)斗中最為關(guān)鍵的力量，該團(tuán)從敵軍側(cè)面發(fā)起的沖擊直接促成已將戰(zhàn)斗力發(fā)揮到臨界點(diǎn)的俄軍第6師進(jìn)攻部隊(duì)崩潰，隨后引發(fā)了俄軍其余部隊(duì)的撤退，但該團(tuán)的損失亦不小，參戰(zhàn)的大約1600名官兵中陣亡287名，傷512名，損失近半，戰(zhàn)斗結(jié)束后亦退回后方地域接受整補(bǔ)。此外，還損失了34門團(tuán)以上火炮（被俘、被毀）。
相較之下，21日雙城子戰(zhàn)斗中，華軍人員總共損失8673名，俄軍則損失17905名，就物質(zhì)方面而言，俄軍損失較重，但俄軍成功施展金蟬脫殼、聲東擊西的連環(huán)計(jì)策，在局部集中優(yōu)勢(shì)兵力對(duì)華軍發(fā)動(dòng)反擊，予華軍沉重打擊，打亂了華軍第3野戰(zhàn)軍的總體計(jì)劃，延緩了第3野戰(zhàn)軍對(duì)雙城子要塞的攻擊。
——斯特塞爾，《司令官筆記》。貓撲中文