在美军宣布"滚雷行动"停止后的3年时间中，北越的上空出现了难得的宁静，这给了越南空军以宝贵的休整和训练时间。
在3年休整的时期，越南空军实力得到了一定的加强，921团全部换装更为先进的米格-21MФ型，同时飞行员也做到了在恶劣气候或者夜间能够作战。923团还是装备米格-17，主要负责次要区域的防空并配合米格-21部队作战。同时，越南空军除了拥有1个装备米格-19的925团外，还新建了一个装备米格-21的927团。团长为阮鸿珥，负责与921团协同，保卫北纬20度已被越南北方领空。除此之外，越军还为每个航空兵团配备了两套地面指挥班子，以保证随时可以担负指挥空中作战的使命。而越军飞机总数也达到了246架，其中93架米格-21，33架米格-19，120架米格-17和米格-15。
不过，越南空军的这些进步并不意味着今后的战斗将会一帆风顺，因为他们的对手-美国海空军也在不断适应着战争。要知道当时美军也在着力研究越南空军的优缺点和战术。
早在1967-1968年，美军已经掌握了越军米格-17的性能特点，美军飞行员被告知，遇到米格-17不要与之水平盘旋格斗，而应该爬升。由于米格-17的动力不足，如果越军飞行员跟着飞上来，那么很快陷入速度过低，控制面失效，在空中动弹不得的窘境。当然，越军也针锋相对，充分发挥自身飞机优点，绝不盲目爬升追击美机，而是想方设法将敌方飞机引入水平盘旋格斗。同时，也将目标放在了完成任务急于返航的美机身上。所以，装备该型飞机的923团还是取得了一定的战果，不过无论如何，米格-17已经不是一个可怕的对手了。
米格-21加力起飞
当然，这些战术在刚遇到米格-21时美军发现统统失灵。水平盘旋中，米格-21由于细长机身和大后掠翼三角翼而无法压倒"鬼怪"；不过在爬升中，米格-21高达135米/秒的爬升率却使F-4等飞机望尘莫及（F-4的爬升率为110米/秒）。美军唯一可以媲美的是海军装备的F-8，爬升率达到130米/秒，但速度性能却不令人满意。所以，这种幽灵般的飞机着实让美方忙了一阵。
但是在1966年，以色列成功策划了一名伊拉克飞行员驾机叛逃，美军得到了自己梦寐以求的米格-21。
60年代末，美军基本摸清了这型飞机的性能。美军发现，在拥有高空优势的同时，它的低空性能并不卓越，特别是在5000米以下超音速速度时。在这样的环境下，F-4绝对可以克制对方。此外，还发现米格-21的座舱视野不佳。美军据此制定的原则是：尽量低飞，不要在8000米以上与对方近距离交战。
为了针对越军米格-21的高空掠袭战术，美军采取了4大措施。
首先是雷达预警机。除了继续使用EC-121外，美国海军则引入了更先进的E-2。这些飞机可以再越军接近时及早通知美方飞机。
其次，为了部分弥补预警机的不足和抵消越军地面指挥的优势，美国海军还出动巡洋舰、驱逐舰在越南海岸线附近水域建立了对空警戒/探测网络，担负空战指挥任务，代号"红冠"。
再次，美军大大提高了电子战的力度。空军的EC-130，海军的EA-6A专门被开发出来，在米格飞机出没空域附近的越军雷达进行干扰。同时，还使用"百舌鸟"反辐射导弹，对开机工作的越军雷达进行"硬杀伤"。
最后一点就是美军改进自身战斗机。原先的战斗机机载雷达不具备下视功能，在60年代末美军专门开发了安装了AN/AWG-10脉冲多普勒雷达的F-4J战斗机。
注：美军此次作战典型编队是：1-2个担任空中护航的F-4小队，1个F-4或者F-105G搜索小队，负责搜索地空导弹阵地，1个寻歼小组-2架F-105或者F-4，负责压制地空导弹和高炮，2个F-4小队负责反米格机；同时，还会有4-8架A-7或者F-4负责投放电子干扰条，以及1-2架RF-4C在编队最后负责拍摄目标的破坏情况。
美军52架飞机组成的编队示意图
1972年初，美军在南越的空军只有3个F-4中队、1个A-37中队，合计76架飞机；此外在泰国和太平洋其他地方有300多架飞机-包括20架A-1。美国海军在越南沿海有2艘航空母舰-舰载机180架。南越自身空军拥有各类飞机1500架-1个中队F-5和150架A-37等低速攻击机。
当年3月30日，越南南方人民军和武装力量发动了春夏攻势，目标直指广治、昆嵩和平隆。
针对这一攻势，美军再次将作战飞机大量重新部署到东南亚。4月11日到5月13日，美军从本土调往南越、泰国共72架F-4、12架F-105、8架EA-66、36架C-130。同时，4月份3个大队B-52从本土调往关岛，使得太平洋地区该型飞机总数达到138架（其中泰国乌塔保基地53架）；5月份又增调70架。为了与此配合，还大量增调KC-135空中加油机，使得总数达到168架。美国海军也增派了4艘航空母舰-舰载机360余架。
由于这一攻势的发动，双方的空中交手再次开始。由于美军在总结前几年空战的教训上改进了自己的战术，越军在最初的较量中吃亏不少：1972年1月19日-4月16日，美军在空战中击落越方7架飞机，特别是4月16日越南空军出动包括米格-17、米格-19以及米格-21在内的30架战斗机前出到北纬17度线附近，为保护己方运输车队与美机展开激战，结果被击落3架米格-21，而与此相反，这2个多月，美军没有一架飞机在空战中被击落！这一变化令越方重新认识到了彼此实力的差距，再次把作战区域重新限制到了北纬20度线附近。
4月27日，越军终于在战端重启后得到了第一次空战胜利，当天921团的黄国勇与高山靠在河内附近与两架美国海军的F-4B进行空战，黄国勇击落了其中的一架。
1972年4月27日击落的编号153025美军F-4B战斗机
3月30日恢复轰炸之初，美军轰炸范围还是被限制在北纬19度线以南，主要目标是正向南面进攻的北越军队。不过不久以后，为了在谈判中尽可能获得主动地位，美军开始发动了"后卫I"空中战役（按照美军计划，这次行动就是为了摧毁北越的后勤系统）。
为了对抗美军的新战术和配有多普勒雷达的新型战斗机，越军也调整了自己的战术，一般出动两个双机编队。其中一个是诱饵编队，在8000-10000米高度以900公里/小时速度飞行，主要方便让对方雷达发现。而真正的攻击编队则在300-800米低空以1200公里/小时飞行。一旦美军注意力被诱饵编队所吸引，攻击编队可以乘机悄悄爬升到美机后方实施进攻。两个编队都保持在地面雷达控制区域内，彼此相距10-15公里。
该战役发起时，越军米格-21主要集中在克夫、安沛、和乐三个基地，驻扎在英山的飞机正往新建的庙门基地转移。
美国海军航空兵F-4与A-7机群
5月10日清晨，美军对越南北方迄今为止最大的一次空袭行动已经开始了。08:00分，来自南中国海上"星座"、"珊瑚海"、"小鹰"三艘航空母舰上的美军第一波攻击机群飞临海防上空，标志着这场作战拉开了序幕。
面对着美军的全力一击，越军同样也不甘示弱。半小时后，克夫基地的4架米格-21起飞迎敌。
这4架飞机的目标是海上攻击机群。但是，在海防以西16公里处的美军战斗机已经盯上了他们。几乎同一时间，由于事先得到了预警机的通报，这两架飞机幸运的躲过了越军雷达的监视，顺利来到克夫基地上空。此时，克夫基地的机场跑道上，两架米格-21开始准备起飞，另两架刚从掩体出来。准备起飞的邓玉五和阮文义双机此时也得到了塔台的警告：两架"鬼怪"跟在后面。看来，原先预定的任务已经不可能完成。越机离开跑道后立刻抛开副油箱（倒霉的是，抛开的副油箱居然撞伤了邓玉五座机的升降舵）并向左急转弯。那里是山区，也许可以借助山势的掩护甩开已经占据优势的美机。不过美机还是追了上来，并开始向阮文义开火。越机及时发现了危险，再次做急转弯躲开了射来的导弹；不过可惜的是，没有躲开第二枚导弹的攻击，阮文义座机尾部中弹，失控坠毁，不过他安然脱险。
现在，空中只剩下了邓玉五一人，形势显然对他不利。不过，邓玉五的空战经验相当丰富，他决定尽量爬高并机动规避，以引诱两架美机追逐自己，掩护另两架飞机升空。在躲过了美机的5次攻击后，另两架飞机已经出现在了F-4的身后。两架美机立刻抛开自己的猎物，加速向海面逃去；而先前的猎物邓玉五立刻加速到1100公里/小时追了上来。发现被尾追，两架飞机立刻分散开来，一架开始爬升，另一架则进入水平转弯。考虑到自己的升降舵受损，邓玉五咬住了水平转弯的那架F-4。
在接近到1200米时，导弹导引头捕捉到了目标。邓玉五立即按动按钮，当即击落敌机。击落一架后，他又将眼光瞄向了另一架。可惜的是，运气实在太差，导弹竟然卡在了发射架上。无奈，他只能眼睁睁看着对方加速逃离。随后，这架被自己副油箱"击伤"的米格-21降落在了内排机场。
美军轰炸机群
揭幕战不到一个小时，美国空军84架F-4和5架F-105G以及20架KC-135也从泰国和老挝北部进入北越领空。这支机群前卫是代号"牡蛎"和"巴尔特"的两个F-4D编队，共8架，任务是在已知的越军机场附近待机，拦截一切企图攻击己方战斗轰炸机群的对方米格机。整个行动由在老挝上空的EC-121和东京湾的"芝加哥"号巡洋舰负责指挥。不过美军开局不顺，由于航线系统等问题，实际出动的只有6架。美军两个编队也采取了双高度战术，"巴尔特"编队（实际只出动2架飞机）在7000米高度飞行，通览整个战场，并用雷达搜索接近的米格机；而"牡蛎"编队则在他们下方的300-1000米高度上，一旦越军飞机出现，他们将急速爬高迎战。
09:42分，越军飞机出现了。越南空军也采取了同样的策略，2架米格-21从高空直取美机，4架米格-19则在低空设伏，一有机会便出击。很有趣的是，双方都为对方设计了诱饵和陷阱，而且互不知晓。
很快，美军在低空飞行的"牡蛎"编队接收到了警报："你们附近有敌机！一批位置在320方位24，最近一批在022方位16！"在5000米高度飞行的米格-21迅速逼向敌机，与此同时，美军在高空的"巴尔特"编队也转向了"牡蛎"编队，以掩护他们的上空。在安沛南面越过红河后，"牡蛎"编队分成两个双机，开始迎着米格-21爬升。
1972年春内排机场米格-21机群
双方相距24公里时，美军第2双机雷达捕捉到了目标，确认目标身份后，美军立即迎头发射了雷达制导的"麻雀"导弹。"牡蛎"第1双机则没能及时捕捉目标，直到距离缩短到13公里才开火。
美机的中程空空导弹以20度仰角向正在小角度俯冲的越机扑上来。一架米格-21不幸被击落。
但是美机却暴露了。很快，美国人碰到了他们还摸不着头脑的米格-19。越军的925团两批米格-19战斗机先后轮番参战，在咬尾格斗中占尽优势，击落两架F-4，但自己也因友军误击和降落事故而损失了两架飞机。
另外，此天的空战中，越军新组建的927团也首次击落敌机。当天中午时分，该团双机编队在海阳附近待机，地面指挥所通报以西35公里发现一批敌机。经过交战，新建立的该团飞行员击落两架F-4J，自己安全降落到安沛机场。
1972年5月18日空战示意图
然而，在前述作战取得胜利的同时，923团却蒙受了惨败！
当天中午时分，美军"星座"号航空母舰的舰载机对海阳附近铁路码头实施攻击，923团出动了22架米格-17与对方大机群展开激烈交战（这是此时该团能够出动的最大飞机数量），这是越南战争中规模最大的一次空战。
由于越军飞机是低空进入战场的，美军海面上的军舰未能提前指示目标。越军的第一个4机编队不畏强暴向美军机群冲去。2号机很快咬住了一架美机，但反被其他美机的导弹击中。尽管这架飞机被击落，但其余的越军飞机还是毫不犹豫冲入到美军攻击机群中。一架米格-17很快咬住了美军一架A-7，但是很快就被美军1架F-4盯上了，1枚"响尾蛇"导弹随之而来。这架米格-17立刻躲开导弹，但原先的A-7却乘机溜走了。随后，再一次逮住了一架A-7，但冷不防又让另一架A-7绕到了身后。与此同时，一架从高空冲下来的美机的一串20毫米炮弹击中了米格-17的翼根，这架受伤的飞机只能退出了战斗返回克夫机场。
美军舰载机
这时，更多的米格-17飞机赶到，双方展开混战。然而经过近半小时的战斗后，923团惨败-失去了7架米格-17，而对手竟然毫无损失！应该说，这种近距离混战本来并不是美国飞机的专长，而此战美军能够获胜的原因是性能较好的战斗机和训练有素的飞行员，同时还凭借着飞行员之间的密切协同和越军飞机无法拥有的数量。
同时还要看到，越军以前习惯了突袭、掠袭、小机群格斗，面对此次大规模机群作战，反倒是显得措手不及。但是，正是这些驾驶着过时飞机的勇士吸引了美军的注意力，927团的米格-21才得以顺利接近戒备森严的美军机群，首开歼敌记录。
在5月10日的空战中，越南空军一共击落了6架F-4，其中米格-21击落了4架，另两架则落入米格-19囊中；而越军自己则损失了2架米格-21、2架米格-19和7架米格-17（注：美国海军宣布当天共击落7架米格-17，其中6架被VF-96中队包揽，另一架归属VF-51中队）。仅从数字上看，除了米格-17的惨重损失外，双方似乎难分伯仲，但在势均力敌的战绩后面却隐藏着越南空军一个难以接受的事实-越军战斗机未能有效攻击美军机群！所有的战果都是与美军护航战斗机战斗中取得的，而美军的攻击机群却毫无损失。抛开所有政治因素限制的美军第一次倾力而出，就取得了巨大的成效。越南空军的形势愈发严峻了！
注：5月10日，美军攻击的重点是河内东北郊的保罗-杜梅桥。结果当天美军攻击机群共投掷22枚激光制导炸弹和7枚电子-光学制导炸弹，直接命中目标12枚，大桥一节桥身被摧毁，几节桥身被破坏。第二天，又投掷了8枚激光制导炸弹，又有3节桥身被毁另3节桥身受到严重破坏。随后几个月，该桥完全处于无法使用状态。直到9月10日，美军才出动4架F-4将另外两节桥身炸毁。
1972年夏927团米格-21机群
在这种艰苦的战局之下，越南空军并没有放弃，当第二天即11日美军攻击机群再次来袭时，927团立即应战，出动了两个米格-21双机编队。
担任攻击任务的双机编队在低空500米向南飞行，准备截击飞往河内的飞机。与此同时，诱饵编队则飞往和乐与安沛基地方向，准备与封锁基地的美机交战。起飞两分钟后，攻击编队的飞行员发现了5公里外一架单飞的美国飞机，于是迅速加速。不过没等他们到这架飞机面前，又有4架美机在其右方15公里处出现，飞行高度7000米。这一次，越军运气较好，没有遇到对方战斗机的拦截，直接冲进了美军攻击机群中间，僚机飞行员发射两枚导弹将一架F-105G"野鼬鼠"反雷达攻击机击落，随后向内排基地返航。
不过长机飞行员稍微有点麻烦，就在僚机飞行员攻击对方攻击机时，美军4架护航战斗机赶到，凭着米格-21卓越的中高空机动性，很快绕到一架"鬼怪"身后，用两枚导弹将其击落。但是，已经没有武器的这架飞机随后遭到剩余3架美机的纠缠，不得不在美机导弹攻击中左右闪避，不过还是被击中，飞行员跳伞安全着地。
眼见越南空军没有被完全压制住，美军在当天下午出动26架飞机直扑白梅机场，其中8架飞机用于压制机场附近防空部队，另外几个4机编队则对越军的内排、巴围和和乐机场进行攻击，这一次，越南空军没有出动。
F-105G野鼬鼠电子攻击机
在经历了8-11日的激烈空战后，越南空军高层意识到了问题的严重性，美军这次目的不再是保护己方战斗轰炸机或者攻击机，而是针对自己空军本身，意在完全制服越南空军。
事实上，早在1967年，越南空军已经领教过美军机场封锁战术的威力，而这一次，美军一开始就是全面封锁越南空军的主要基地。在5月10日 空战中，越南空军虽然有许多可以出动的飞机，但真正升空应战的并不多，主要问题还是在于各兵种、各部队之间缺乏协同。此外，尽管3年多的时间越南空军规模扩大了不少，可是大多数战斗机飞行员缺少实战经验，而且主要的作战航空兵团921团与927团彼此之间没有什么有效配合。有鉴于此，越南空军与党的高层人士达成共识，重点在于如何加强空军与地面雷达部队的协同，因为这样做虽然无法改变双方的实力差距，但至少可以让自身有限实力可以更有效的发挥。同时，越军还将随时处于待命状态的飞机数量从32-34架调整到12-16架，此举虽然可以保住自己的空军，但是无形中也承认了对方在越南北方的制空权。
1972年5月，范文同视察安沛机场
当然，随后的几个月，空战还时有发生。
5月18日，4架米格-17和米格-19、米格-21一起拦截了白马机场上空的美机编队，越军战斗机分为两架一组来作战，相互支援，而且成功躲开了美机发射的导弹。美机开始爬升后米格-17也跟在后面，一位米格-17战斗机飞行员在1500米高度机动时击落了一架F-4D，这架鬼怪II编号66-7612，隶属366联队421中队，美方承认了这次损失但是机组的细节却无从知晓。
自1972年7月后，923团的米格-17基本获得一个战果，但是飞机在空战中继续被击落。例如，两架从珊瑚海号航母上起飞的VF-51中队的鬼怪II在红河上空遭遇了一支米格机编队，其中两架共机被击落----其中一名飞行员阵亡。1972-73年间，光是美国海军就声称击落了17架米格-17，同一时期美国空军战斗机击落的都是米格-21和米格-19。而自身唯一的战果就是7月11日该团的1架米格-17击落了美军1架F-4J，但自身飞机也被美军发射空空导弹击落。
而在8月15日，越南空军失去了一位王牌-曾经击落过7架美军飞机的邓玉五。整个8月份，越南空军仅仅击落了一架敌机，自己却损失了5架米格-21。领军人物的牺牲和不利的战况沉重打击了越南空军的士气。
9月份稍有起色，但10月份打击更大。这个月越南空军竟然损失了8架米格-21和1架米格-19，却没有击落一架美军飞机，只是击落了3架"火蜂"无人机，眼看越南空军要撑不住了！就在此时，美军宣布"后卫I"作战的结束，而准备"后卫II"作战，这次作战主要是出动B-52轰炸机对越南北方河内、海防等重要城市进行轰炸。
注：后卫I作战，美军共出动41500架次，宣布损失114架飞机；越军宣布击落敌机554架
越军王牌飞行员邓玉五
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