С преобразованием ВВС фронта в 4-ю воздушную армию расширились права командования и штаба, а следовательно, возросли и обязанности, ответственность каждого на своем месте.
Испытания лета и осени 1942 года стали суровой проверкой для 4-й воздушной армии и ее командующего. В условиях непрерывного отхода наших сухопутных войск сначала на рубеж реки Дон, а затем к предгорьям Кавказа действия авиации приходилось организовывать в чрезвычайно сложной обстановке. В первой половине июля в составе воздушной армии в строю было всего лишь около 200 самолетов. Соотношение сил сторон в авиации было 1 к 6 в пользу противника. К тому же армия находилась в непрерывном движении. Летный состав напрягал все силы, чтобы хоть в малой степени противостоять неизмеримо превосходящему ее 4-му воздушному флоту противника, помочь своим сухопутным войскам организованно отойти на очередной оборонительный рубеж. Нередко летчики вылетали на задание под артиллерийским обстрелом, а тыловые подразделения оставляли аэродромы уже при непосредственной угрозе захвата их наступающими вражескими частями.
Управление армией в этих условиях крайне усложнилось. Однако командующий и его штаб сумели, хотя и с потерями, обеспечить организованное перебазирование подчиненных соединений и частей. В тех конкретных условиях это явилось свидетельством больших организаторских способностей Вершинина, слаженности и четкости работы его штаба.
Лишь к середине августа фронт стабилизировался на рубежах рек Терек и Баксан. Завязались тяжелые оборонительные бои в предгорьях Кавказа. Около пяти месяцев 4-я воздушная армия сражалась в составе Северной группы войск Закавказского фронта за удержание подступов к Главному Кавказского хребту.
8 сентября 1942 года Вершинин был назначен командующим ВВС Закавказского фронта. Под его руководством объединялись 4-я и 5-я воздушные армии и авиация Черноморского флота. Хотя командовать 4-й воздушной армией стал Н. Ф. Науменко — прежний заместитель командующего, Вершинин во многих случаях уделял ей больше внимания, чем другим, так как ее соединения и части действовали на главном направлении Закавказского фронта.
Много работал Вершинин в штабах общевойсковых объединений и соединений, где тщательно согласовывал вопросы взаимодействия авиации с другими родами войск. Этого он требовал и от командования авиационных армий и соединений. И потому, как это делалось, он во многом оценивал их работу.
— Мы для них, а не они для нас, — часто повторял он на совещаниях авиационных командиров. — А это не просто: установил связь, уточнил свою задачу и бомби или штурмуй. Надо знать замысел общевойскового командира, разобраться в его задаче. Тогда только поймешь, как наилучшим образом использовать свои силы.
Постоянный поиск нового, наиболее характерного в Соевом применении авиации в интересах наземных войск — одна из важнейшихчерт дарования Вершинина как выдающегося советского военачальника. Во многом именно поэтому выбор пал на Вершинина, когда потребовалось объединить под единым руководством две воздушные армии и авиацию Черноморского флота.
С каждымдном крепла оборона Кавказа, росли боевое мастерстволичного состава, слаженность в действиях различных родов войск. Выматывая противника, объединения и соединения Закавказского фронта все чаще стали наносить мощные контрудары. Противник был разгромлен у Сунженского хребта, затем у Элькотовских ворот. Сокрушительное поражение потерпела вражеская группировка, пытавшаяся захватить Орджоникидзе и прорваться к Грозному. В начале января 1943 года контрудары советских войск, оборонявших Кавказ, переросли в общее наступление.
В обороне и в наступлении наша авиация действовала исключительно активно. А горные условия для авиации особые. На большой скорости здесь маневрировать трудно: мешают горы. А если подняться выше, то снизится эффективность бомбометания и штурмовки. И все же наши летчики бомбили и штурмовали противника, причем точно.
Однако нужно было выбивать врага, прятавшегося в глубоких складках местности. Но как? Этот вопрос не находил ответа. И обидно было: укрывшийся где-нибудь в ущелье, противник подчас оказывался неуязвимым для авиации.
Однажды при посещении одного из аэродромов Вершинин надолго остановился у бомбардировщика И-153 («Чайка»). Эта машина во всех отношениях устарела, и летчики не любили ее главным образом за небольшую скорость. Но было у нее и достоинство — высокая маневренность. «Да ведь эта «Чайка» будто для гор придумана!» — осенило Вершинина. Приказал проверить: «Чайка» свободно облетала горы, забиралась в ущелья.
Вскоре в авиасоединония поступило распоряжение: максимально использовать «Чайки» для штурмовки и бомбежки вражеских войск в горах. Появились и асы этого дела. На тихоходных, но юрких «Чайках» они находили и штурмовали противника в таких местах, которые для других самолетов вообще были недоступны.
Северо-западная группа войск Закавказского фронта была преобразована в самостоятельный Северо-Кавказский фронт. Командующим ВВС нового фронта был назначен Вершинин. Под его руководством сосредоточивались, по сути, прежние авиационные силы, в том числе три воздушные армии и авиация Черноморского флота.
Наступил апрель 1943 года. Штаб ВВС Северо-Кавказского фронта перебазировался из Тбилиси в Краснодар. Освободившись на какое-то время от повседневной вереницы неотложных дел, за которыми некогда оглядеться, получив в связи с переездом небольшую передышку, офицеры штаба теперь особенно остро воспринимали весенние контрасты.