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联空军的高级军官约有百分之七十五被消灭。清洗波及到航空工业部门，还波及一些科研单位和设计局。甚至图波列夫也曾短期被捕。这样，苏联从1936至1939年间历次战役中积累起来的宝贵智力财富在某种程度上都付诸东流了。苏联空军在芬兰的冬季战争中以及在伟大卫国战争初期阶段之所以表现不佳，至少部分地归咎于斯大林在三十年代后期的嗜杀成性，这种说法看来还是公允的。
正当朱可夫在蒙古打击日本的时候，斯大林出人意外地于1939年8月23日宣布签订了苏德互不侵犯条约。这是一个默许德国入侵波兰的条约。德国空军一开始利用其部署在波兰的1，600架飞机突击了对方的机场，在一周之内便消灭了波兰空军。简言之，在波兰进行的空中战争，是德国空军的一次游戏，也是二十二个月后攻击苏联的一次彩排。
因在哈勒哈河取得胜利或因轻而易举地进入波兰而欣喜若狂的苏联在芬兰的冬季战争中却被迎头浇了一盆冷水。当芬兰人拒绝放弃领土时，莫洛托夫声称，只好由军队来澄清局势。苏联红军于是在11月30日发动了进攻。芬兰战役期间并不是苏联空军最美好的时刻。因为芬兰鲜只有大约145架老式飞机，所以苏联空军就占有15比1的优势。虽然如此，但空军与地面军队的协同极差，轰炸的准确性很一般，甚至连战斗机的空战也给人印象不深。有一组统计数字说明，苏联与芬兰的飞机损失数目之比是684架比62架。
苏联红军及其空军在芬兰的冬季战争中的灾难性的表现，朱可夫对苏军在哈勒哈河作战中暴露出来的缺点的坦率评价，以及对德军在波兰作战效率的密切观察等，都警告斯大林，红军有整编改组的必要，有装备更好的武器的必要。С·К〃铁木辛哥元帅接替伏罗希洛夫出任国防人民委员，朱可夫改任总参谋长。新的首脑立即开始用能以抗衡德国空军的新型飞机重新装备苏联空军。但正如朱可夫在其回忆录中所说的那样， 当德国发动进攻时，苏联空军还正处于改组过程中，飞行员们在所接收的新飞机上还没有得到充分的训练，只有百分之十五的飞行员受过夜航训练。
1940年I月，А·И·沙库林接替М·М·卡冈诺维奇出任航空工业人民委员，他劲头十足地走马上任了。据沙库林说，他的任务就是以拼命的速度生产出更好的飞机，这是斯大林亲自给他的指示。自1935年以来便开始扩充和实现现代化的中央茹科夫斯基流体力学研究所，此时已经全部建成，该所拥有许多新的实验室和风洞，这便大大推动了沙库林的工作。
当苏联空军在哈勒哈河畔、波兰平原的上空、以及在芬兰的严冬和浓雾里进行作战，既显示了力量又暴露了弱点的时候，苏联的飞机设计师们制成了各种新型的飞机，包括重轰炸机、俯冲轰炸机和战斗机。
弗拉基米尔·М·佩特利亚科夫的Де一2型俯冲轰炸机于1940年投入批量生产，在此后五年间，共生产了11，426架。该型飞机装有五挺机枪，载弹量为3，300磅（1，500公斤），在16，000英尺（4，877米）高度上的最大速度为每小时335英里（539公里）。С·В·伊柳辛设计的ДБ一3Ф（〃ДБ〃代表远程轰炸机，〃Ф〃代表增压器）后来又改名为ИА一4于1940年装备部队。这种飞机在20，000英尺（6，096米）高度上的最大速度为每小时265英里（426公里），航程2，000英里（3，218公里）左右。ИА一4型飞机在第二次世界大战期间成为远程航空兵的主要机种，1940至1944年间共生产了5，256架。
1940年有三种战斗机投入批量生产，它们是МиГ一3、Як一1和Vагг一3。1941年著名的ИА一2强击机开始装备部队。这四种飞机后来在第二次世界大战期间曾经大量生产。МиГ一3在1940年至1941年间共制造大约3，322架， 它是由阿尔乔姆·米高扬和米哈依尔·古列维奇小组设计研制的。这种新式战斗机在22，ooo英尺（6，706米）高度上的最大时速略大于400英里（644公里）。МиГ一3的性能在16，000英尺（4，877米）以上高度上不亚于德国的Me一309，但在13，ooo英尺（3，962米）以下，它的性能就不如德国的Me一109了。А·С·雅科夫列夫的Як一1的设计是受到了英国喷火式和德国的Me一109的影响，他去英国和德国访问时曾经看到过这两种飞机。Як一1是一种下单翼飞机，在20，ooo英尺（6，096米）高度上的最大速度为每小时400英里（644公里）。苏联在第二次世界大战期间共生产了8，72l架Як一1。Vагг一3是拉沃奇金、戈尔布诺夫和古德科夫等三人小组设计的，于1941年初期投入批量生产。这是一种下单翼飞机，具有苏联三十年代生产的大部分战斗机的机身短的特征，该型飞机的最大速度为每小时335英里（539公里），总共生产了6，529架。
著名的ИА一2强击机（俯冲轰炸机）于1941年3月完成国家验收后立即投入批量生产，同年7月已有少量装备部队。这种飞机的武器装备有两门23毫米航炮、两挺12．7毫米机枪、八枚火箭或13，ooo磅（5，909公斤）炸弹。这种飞机的装甲很厚，以致有〃飞行坦克〃之称。伊柳辛设计的强击机成了苏联第二次世界大战期间最著名的一种飞机，也是一种打坦克的最好武器。苏联共生产了36，163架ИА一2飞机。
据沙库林说，所有的老式战斗机到了1940年的下半年都已停产。因为到了那个时候，苏联已有飞机工厂二十八个、发动机工厂十四个和飞机部件工厂三十二个，所以沙库林有充分理由相信，苏联空军在未来几年内能装备足够的新式飞机。截至1941年年中为止，苏空军装备的绝大部分飞机均已陈旧，因为新型飞机到1941年年初方开始装备部队，而过了不久，这些新式飞机大部分均被纳粹德国在地面上击毁，这对苏联空军来说是一桩不幸的事。
德国的进攻（19411942）
当苏联飞机设计师们于1941年至1942年着手研制更好的飞机时，希特勒即已使其军队作好了与俄国打仗的准备。希特勒认为对俄国实施〃闪击战〃是可能的，因此他于1940年12月18日发布了第21号指令（或称“巴巴罗萨行动计划”）。这个指令一般地说明进攻苏联的战略方针，发动日期定在1941年5月月中。在“巴巴罗萨”行动中苏联空军很快就被消灭殆尽。
“我们要有力地打击敌人，一支把他们打到俄国空军再不能够对德国领土实施突击的地方。此次作战的最终目的，是在大体上沿伏尔加阿尔汉格尔斯克一线建立一条拦阻亚洲的俄罗斯人的屏障。遗留到最后的俄国乌拉尔的工业区，则可于必要时由空军消灭之。
进攻一开始，便要通过猛烈的突击阻止俄国空军进行有效的活动”。
由于德国卷入南斯拉夫一希腊战役，“巴巴罗萨”行动发起日不得不推迟到6月22日。然而希特勒要求进行的“猛烈突击”确实是十分猛烈的。当德国空军实施突击的时候，苏联飞机正停放在机场上，所以它们成了德国飞行员最容易摧毁的目标，战争开始48小时之内被消灭的苏联飞机可能达2，ooo架之多，甚至苏联自己也承认在战争开始后24小时之内就损失了1，500架飞机。
苏联红军及其空军被德军打了个措手不及。斯大林没有把1939至1941年年间在波兰、罗马尼亚和其他地方得到的领土（这是德国人入侵苏联的必经之路）当作缓冲地区利用，而是把部队调到这些新占领土的前方地区。苏联空军把驻地移到靠近1939年9月确定的新边境地区，而分布在西部几个军区的机场大部分正由内务人民委员部不慌不忙地在进行改建。苏联战斗机集中停放在很少几个机场上，这样便成了德国空军突然袭击的理想目标。此外，地面对空监视、警报和通信等组织得很差，几乎谈不到什么早期预替。
由于德国飞行员全面掌握了突然性这一有利条件，再加上有利的天气，他们能持续不断地从高空和低空攻击苏联机场。德国轰炸机部队一天当中执行任务乡达六次，而俯冲轰炸机和战斗机部队一天出动的次数竟多达八次。由于苏联飞机一行一行地排列在机场上，而且毫无掩蔽，这就成了德国空军较易瞄准的理想目标。少数苏联飞机也曾设法升空迎战，但立即被击落。
遭到破坏之严重程度，几乎令人无法置信。根据德方的材料，第一波637架轰炸机和231架战斗机是以苏联机场为目标的。即