После второй атаки «противника» группа истребителей сопровождения вместе с подоспевшей парой прикрытия вступила в свободный воздушный бой на вертикальном и горизонтальном маневрах, который длился в течение 7 минут.
Основной причиной такого результата стало отсутствие истребителей прикрытия, которые не смогли вовремя выйти к отряду воздушных поездов из-за прекращения работы приводной радиостанции 1РСБ-70 на ведущем бомбардировщике Ту-4. Были сделаны соответствующие выводы, в итоге второй воздушный бой стал более результативным.
После взлета и встречи с прикрываемыми Ту-4, истребители, как и в первом вылете, произвели сцепку на высоте 4000 м, которая проходила в боевом порядке отряда «клин самолетов» на дистанциях 100 м и интервалах 80 м, одновременно по команде ведущего, за 1 мин 30 сек. Однако при сцепке истребителя МиГ-15бис старшего лейтенанта Четверикова с правым ведомым бомбардировщиком произошел вырыв троса из наконечника у приемника-конуса. Вследствие этого оба самолета, Ту-4 и МиГ- 15бис с конусом на «гарпуне», вынуждены были уйти на свой аэродром. Тем не менее, оставшиеся два воздушных поезда под защитой вовремя подоспевшей пары прикрытия продолжили выполнение задания.
При подходе к воздушным поездам на расстояние 12 км истребители «противника» были визуально обнаружены, они произвели первую атаку через 30 секунд с момента обнаружения спереди, слева, снизу под ракурсом 3/4 на встречно-боковых курсах. В этот момент пара прикрытия находилась с правой стороны от поездов с превышением 500 м. В момент атаки она заняла исходное положение для ведения воздушного боя, но отразить полностью первую атаку «чужих» МиГов не смогла, так как «противник» был обнаружен слишком поздно.
После обнаружения «чужаков» командир отряда дал команду «отдыхающим» истребителям произвести запуск движков, осуществить отцепку и прикрыть бомбардировщики, что и было выполнено в ходе боя пары прикрытия с «неприятелем». Через 2,5 минуты с новыми силами «отдыхающие» отразили вторую атаку и вели воздушный бой с «врагами» в течение 7 минут. В это время пара прикрытия вышла из боя и ушла на «отдых», произведя сцепку с самолетами Ту-4.
В конце воздушного боя истребителей сопровождения с «противником», «отдохнувшая» пара прикрытия произвела отцепку и вновь вступила в бой с новыми силами, а повоевавшие МиГи, естественно, пошли на «отдых». По окончании воздушного боя был произведен сбор группы и уход на посадку.
Таким образом, в результате проведенных воздушных боев было выявлено, что при визуальном обнаружении истребителей противника на расстоянии 12-15 км воздушными поездами, идущими без прикрытия, враг успевает произвести 1-2 атаки прежде, чем истребители сопровождения, идущие на буксире, займут исходное положение для ведения воздушного боя. Следовательно, обнаружение противника должно быть произведено не менее, чем за 4 минуты до подхода их к отряду бомбардировщиков. В связи с чем была признана необходимость установки на Ту-4 обзорной РЛС с дальностью обнаружения не менее 60-80 км, что должно позволить истребителям сопровождения вовремя произвести отцепку и отразить атаки противника.
В целом система «Бурлаки» показав свою простоту и надежность, была рекомендована к применению после устранения выявленных недостатков, которые полностью копировали замечания военных по результатам госиспытаний. Также, ввиду того, что Ту-4 являлся устаревшим бомбардировщиком, было рекомендовано отработать систему буксировки на самолетах Ту-16 и Ту-95.
В 1951 г. ОКБ-115 приступило к разработке системы дозаправки топливом истребителя МиГ-15бис от бомбардировщика Ту-4 во время буксировки. Дозаправка явилась дополнением к системе «Бурлаки», прошедшей государственные и войсковые испытания, в процессе которых было выявлено, что автосцепка может быть применена в длительных буксировочных полетах при обеспечении возможности дозаправки истребителя топливом в воздухе.
Перекачивающая магистраль, смонтированная ОКБ- 30 по техусловиям заводов №115 и №134 на Ту-4 № 1840848, включала в себя три керосиновых бака, насос, трубопровод, лебедку перелива, шланг с заправочным конусом и системой нейтрального газа. Приемная магистраль, установленная ОКБ-115 на МиГ - 15 бис №2215304, включала доработанный гарпун, трубопровод, соединяющий головку гарпуна с баками, гидроклапан и электропневмоклапан системы продувки.
