完弹药和油料的四个航空队再次升空，开始了第二轮攻击。这次的目标是正在溃逃的第62联队残部以及从宿县方向北上的第34师团第218联队。
第62联队在第一次空袭和随后装甲旅的打击下已经溃不成军，只剩下大约一千八百人，正沿着津浦线两侧的乡间小路向南溃逃。商丘航空队的侦察机在一个叫夹沟集的小镇附近发现了这群溃兵。赵云飞立即指挥四十架战斗机和二十架轰炸机对溃逃中的第62联队残部实施包围式轰炸。
战斗机从四面同时俯冲，将日军士兵向中心驱赶。日军士兵在田野里四处奔跑，试图寻找任何可以藏身的地方——干涸的河沟、坟地里的土包、地头的麦秸垛，但飞机从空中俯瞰，视野一览无余，逃到哪里子弹和炸弹就跟到哪里。轰炸机对被赶到一起的人群投下了密集的炸弹，五百磅航空炸弹在人群中炸开，每一次爆炸都在密集的人群中炸出一片圆形的空白，而这片空白在几秒钟后就被周围倒下的尸体重新填满。
与此同时，虞城航空队在北上的日军第218联队头上倾泻了同样猛烈的火力。
应长空指挥三十架战斗机和二十架轰炸机从高空俯冲下来。
炸弹落在密集的行军队列中，杀伤效率高得惊人。一枚五百磅炸弹在行军纵队最密集的路段爆炸，当场炸死炸伤近百人。冲击波将士兵们像纸人一样吹飞，弹片在人群中打出一条条血槽。马匹被炸得惊了，拖着炮车在公路上横冲直撞，碾过了不少躲避不及的士兵。
战斗机俯冲扫射，机翼上的机枪在行军队列中犁出一道道血路。37毫米机关炮的炮弹打在地面上炸出的弹坑，每一个都有脸盆那么大。子弹和炮弹不间断地倾泻，整个行军纵队乱成了一锅粥。公路上和田野里到处倒着尸体，有些地方尸体叠着尸体，堆成了小堆。
第二轮空袭结束时，第62联队的残部从一千八百人锐减至七百多人，第218联队从三千余人锐减至九百多人。两个联队的残部已经相距只有四五公里，眼看就要汇合了。
下午一时，四个航空队发动了第三轮攻击。
这一次，飞行员们已经打出了经验。他们不再满足于简单地从高空投弹然后飞走，而是采用了更加高效也更加残酷的战术。战斗机先在低空盘旋，用机枪扫射驱赶日军士兵，把他们从散兵状态驱赶到一起。日军士兵在本能的驱使下会向人多的地方靠拢——这是人类面对危险时最原始的求生反应。然后轰炸机对被驱赶聚集到一起的人群进行精确的覆盖式投弹。
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