Группы штурмовиков 694-го и 783-го шап под прикрытием истребителей 220-й иад уничтожали танки и мотопехоту в районе совхоз Опытная станция, разъезд Конный. На первом заходе «илы» выпустили реактивные снаряды, затем последовала атака пулеметно-пушечным огнем. На втором заходе экипажи встали в круг и в течение двадцати минут поражали цели, сбрасывая с пикирования бомбы и обстреливая врага из пушек и пулеметов. За этим боем наблюдал представитель Ставки генерал армии Г. К. Жуков, который объявил благодарность экипажам за отличные действия иад целью. В бою особенно отличились летчики 694-го шап старшие лейтенанты М. И. Бобров, И. А. Ковалев и Б. Е. Гребеньков из 783-го шап. Точно по цели сбросили бомбы и реактивные снаряды летчики 954-го шап капитан А. И. Базуев и сержант А. С. Черезов.
Успешно действовали при поддержке сухопутных поиск группы штурмовиков 243-го и 313-го шап под командованием старших лейтенантов Героя Советского Союза Н. М. Карабулина и С. И. Винника, сопровождаемые летчиками 283-й иад. В районе цели они были встречены истребителями противника. Завязался воздушный бой. Пока советские истребители отражали атаки численно превосходящего врага, штурмовики уничтожали артиллерию и танки фашистов в районе населенного пункта Новая Надежда, прокладывая дорогу нашей пехоте и механизированным частям. Во время атаки цели летчик Н. Г. Никонов был ранен в руку и ногу, его самолет был подбит. Никонов, проявив выдержку и отвагу, не оставил строй, выполнил все атаки, довел машину до своего аэродрома и благополучно приземлился. Так же мужественно вел себя 19 сентября и пилот 954-го шап старший сержант Л. Ф. Тимков.
Но не только победы сопутствовали нашим летчикам в воздушных боях. Случались и поражения. Так, 18 сентября группа из шести «илов» 245-го шап, прикрываемая пятеркой Як-1 283-й иад, при подходе к цели была встречена пятью Ме-109. Три наших истребителя завязали с ними бой, два остались прикрывать группу штурмовиков. В это время появились еще две группы «мессеров». Они отсекли от наших штурмовиков пару истребителей прикрытия и в результате непрерывных атак сбили два самолета Ил-2. Остальные четыре экипажа на сильно поврежденных самолетах с трудом перетянули линию фронта. Причина неудачи заключалась в том, что истребители, втянувшись в бой с группами вражеских самолетов, распылили свои силы. Сказалось также подавляющее численное превосходство врага в этом бою.
В сентябрьских боях выявился ряд других существенных недостатков в организации боевой деятельности. Прибывший из запасных полков и школ молодой летный состав был недостаточно подготовлен к ведению воздушного боя. Так в 220-й иад две трети молодых летчиков имели слабую слетанность в парах и группах, допускали неосмотрительность в бою. Иногда в бой вводились летчики, слабо знающие район действий, без проверки их техники пилотирования. Вылетавшие на прикрытие войск истребители не всегда эшелонировались по высотам, не делились на сковывающую и ударную группы, при встрече с самолетами врага все истребители вступали в бой с частью сил противника и упускали остальных.
Штурмовики также допускали ошибки. Растянутые боевые порядки затрудняли истребителям их прикрытие и облегчили действия вражеских летчиков. Шаблон в выборе маршрута и заходе на цель облегчал противнику организацию ПВО. Ошибкой также был уход от цели по одному, без соблюдения боевого порядка. Зачастую из-за недостатка сил для сопровождения штурмовиков создавались сборные от разных авиаполков группы истребителей. Эффективность сопровождения при этом, как правило, была ниже, чем при сопровождении группой численно меньшей, но выделенной из одной авиачасти.
Тщательный анализ выявленных недостатков в штабах и критический разбор их в летных частях армии обогащали боевой опыт авиаторов, помогали выработке новых тактических приемов, будили творческую мысль командиров, заставляли отходить от шаблона в способах боевого применения.
18 — 19 сентября, обеспечивая боевые действия 1-й гвардейской и 24-й армий, 16-я воздушная армия выполнить поставленные задачи в полном объеме не смогла: сказались недостаток сил и слабая подготовка молодого летного состава, не имевшего боевого опыта борьбы с авиацией противника.
Наряду с этим опытные летчики 434-го иап и в этой сложной обстановке продолжали бить врага. 18 сентября полк тридцатью самолетами произвел 73 самолето-вылета и в воздушных боях уничтожил 19 самолетов противника.