Если победа Франко под Теруэлем объяснялась исключительно превосходством в авиации и артиллерии, то стоит остановиться несколько подробнее на этих аспектах сражения.
Мятежники сосредоточили под Теруэлем 13 эскадрилий истребителей «фиат» по 9 машин в каждой и две эскадрильи Ме-109 по 12 самолетов, т. е. в общей сложности 141 истребитель, который прикрывал бомбежки республиканских позиций. Со своей стороны ВВС республики смогли сконцентрировать под Теруэлем 70 истребителей И-15 и И-16. Причем республиканская авиация базировалась на очень неудобном аэродроме Сарион, расположенном в узкой горной долине в 15–20 километрах от линии фронта. Любой налет вражеской авиации мог легко вывести узкую взлетную полосу из строя. Тогда аэродром решили замаскировать под фруктовый сад, для чего выжгли на земле круги, которые с большой высоты можно было принять за кроны деревьев. Когда выпал снег, круги делали из угля. В центре аэродрома стоял грузовик, на котором был искусно сделан макет садового домика. Прицеп грузовика возил посаженную в бочку небольшую сосну
Неподалеку от настоящего оборудовали ложный аэродром. Его обслуживали пять-шесть человек, которые при налете переставляли макеты самолетов, имитировали панику и поджигали бочку с бензином, от которой взрывался один из макетов. Для пущей убедительности сбор истребительных эскадрилий при взлете и посадке производился именно над ложным аэродромом.
Маскировка сработала блестяще. При налетах на ложный аэродром в декабре 1937 — январе 1938 года было сбито три «хейнкеля 111», а настоящий аэродром ни разу не подвергался бомбежке.
В отличие от советских пилотов, их противники из легиона «Кондор» устроились с комфортом. Немецкие летчики жили в хорошо отапливаемом поезде из 12 вагонов, в которых были ванны и хороший ресторан. Поезд надежно прикрывала батарея 88 мм зениток.
Однако первые воздушные бои под Теруэлем складывались далеко не в пользу немцев и итальянцев (последние страшно мерзли в открытых кабинах своих «фиатов»). 4 декабря 1937 года И-15 и И-16 в схватке с «мессершмиттами» смогли посадить один из «мессеров» на своей территории. Самолет сначала был облетан французами в Барселоне, а потом отправлен в СССР, где подвергся детальному изучению. 5 декабря 15 Ме-109 наткнулись на 20 И-15 и И-16 и опять немцы потеряли один «мессершмитт». 12 декабря И-16 принудили к посадке бомбардировщик «хейнкель 111», который также был переправлен в Советский Союз. Неожиданные потери и мастерство советских летчиков подействовали на немцев угнетающе. После легкой победы на Севере «Кондор» столкнулся с по-настоящему опасным противником. Причем достойно противостояли «мессершмиттам» даже «курносые», пилотируемые опытными летчиками. Немцы начали роптать. Они вдруг осознали, что воюют в Испании за непонятные цели. Будущий немецкий ас второй мировой Адольф Галланд (103 победы; инспектор истребительной авиации Германии), который командовал в Испании истребительной эскадрильей Хе-51, писал: «Мы воюем не на стороне справедливости…».
10 декабря 1937 года 15 «мессершмиттов», по выражению одного из немецких летчиков, «были счастливы», что смогли оторваться от республиканских истребителей без потерь.
Положение изменилось с 22 декабря, когда под Теруэлем были сконцентрированы почти все истребители и бомбардировщики мятежников. В условиях численного превосходства врага, республиканские истребители не всегда могли выполнить свою основную задачу: перехватывать вражеские бомбардировщики, штурмовавшие позиции республиканцев под Теруэлем. Часто все силы уходили на борьбу с истребителями противника, которые прикрывали свои бомбардировщики большими группами. В день начала франкистского контрнаступления 22 декабря 1937 года одна эскадрилья И-15 и три — И-16 встретились в воздухе с 40 «фиатами» и 15»мессершмиттами», которые шли на 1000 метров выше итальянцев на высоте 4000 метров. Это был принципиальный бой, в котором немцы и итальянцы хотели завоевать господство в воздухе над Теруэлем. Однако советские «высотные чистильщики» связали Ме-109, в то время как их товарищи взялись за итальянцев. Те сражались с невиданным доселе упорством. Потом выяснилось, что в этом воздушном сражении участвовали лучшие летчики и инструкторы из Высшей воздушной школы Италии. Их только что перебросили с Апеннин, чтобы поднять сломленный боевой дух их коллег, которые никак не могли придти в себя после разгрома Гарапенильоса. Несмотря на то, что двигатель И-16, начиная с высоты 3000 метров, серьезно уступал по мощности мотору Ме-109 и «чистильщики» испытывали большие перегрузки, бой 22 декабря закончился победой республиканцев: домой не вернулись два «мессера» и пять «фиатов». Советские летчики и их боевые друзья-испанцы не досчитались пяти машин.
В середине января 1938 года в Испанию прибыли три немецких пикирующих бомбардировщика Ю-87. Этот самолет стал позднее одним из основных факторов успеха вермахта в начале Второй мировой войны. Ю-87 был вооружен тремя пулеметами калибра 7,92 мм и развивал скорость до 410 км в час, обладая практическим потолком в 7300 метров. Как уже упоминалось, прототип «штуки» участвовал в боях на Севере и летом 1937 года был отправлен обратно в Германию. В феврале Ю-87 приняли участие в боях за Теруэль. В основном они использовались для разрушения мостов и других малых целей в тылу республиканцев. Теоретически «штука» могла летать с бортстрелком и 500-килограммовой бомбой. Однако на практике недостаточная мощность двигателя вынуждала брать на борт лишь 250 кг смертоносного груза, или отказываться от стрелка, чего не хотел ни один пилот. По итогам войны в Испании мощность двигателей «штуки» была увеличена почти в два раза.
К концу декабря у мятежников под Теруэлем было уже 250 самолетов и они имели подавляющее превосходство в бомбардировочной авиации. Республиканцы могли рассчитывать в основном на 30 тихоходных Р-зет, на прикрытие которых требовалось минимум столько же истребителей. Пришлось вылетать на штурмовку позиций врага и самим истребителям. Но у них не было пушечного вооружения, и они не могли выполнить главную задачу: вывести из строя артиллерию противника. 7 февраля 1938 года три эскадрильи И-16, сопровождавшие на бомбежку СБ, отвлеклись и атаковали бомбардировщики противника, которые шли встречным курсом. Но в это время на беззащитные бомбардировщики обрушились «мессершмитты», сбившие 4 «катюшки», еще 10 бомбардировщиков получили повреждения. Целыми вернулись домой только 4 машины. Это был чувствительный удар, хотя и немцы потеряли один «мессер» и два бомбардировщика.
Но в целом немцам и итальянцам не удалось завоевать над Теруэлем полного господства в воздухе. «Мессершмитты» заявили о 52 сбитых самолетах; столько же уничтожили только две эскадрильи республиканских истребителей. Лишь огромное превосходство в бомбардировочной авиации позволило мятежникам активно воздействовать на наземные операции. На 20 октября 1937 года в Испании насчитывалось только 25 исправных бомбардировщиков СБ и еще 14 были в ремонте. Но и этими малыми силами советские и испанские пилоты доставляли немало неприятностей врагу. 5 ноября 1937 года три эскадрильи СБ (одна советская и две испанские) бомбила склады боеприпасов в Сарагосе, сбросив в общей сложности 13 тонн бомб. Пожары в городе не прекращались три дня. Зенитный огонь вынуждал бомбардировщики подниматься на 5000–6000 метров. Кислородное оборудование с СБ было снято и летчикам пришлось приспособить кислородные медицинские подушки. Появление «мессершмиттов» заставило командование ВВС республики придавать СБ истребительное сопровождение. Прицелы пулеметов «катюшек» не были рассчитаны на развиваемую Ме-109 скорость. По предложению Смушкевича в январе-марте 1938 года в республику был поставлен еще 51 СБ, что хотя бы немного облегчило тяжелое положение республиканской бомбардировочной авиации.