了大亏，阿南惟几这一次学乖了一些，他没有急着将所有部队压上，而是决定先在衡阳和学兵军进行一场规模决战，以期彻底弄清楚学兵军的真实战力。阿南惟几保守应战，何正降却是全力进攻。是役，他除了留下一个警卫旅和一个游击纵队担任预备部队，将四个师的主力部队还有一个纵队的游击队悉数派出。四个师的甲种战车师，每个师都有一个旅编制的坦克部队和一个旅的自行火炮部队，如此强大的火力配备，从三个方向向衡阳南郊的日军阵地发动猛攻，阿南惟几派出的两个师团和一个朝鲜独立混成旅团哪里是对手。阿南惟几原本期望他们至少能够坚守衡阳两个星期，在三天后，先是那个朝鲜独立旅团因为减员三成而发生溃败丢了东边阵地，后是一个联队的日军被从日军阵地上切割出去被围歼，阿南惟几担心部队损失过大影响接下来的大决战，同时感到缺乏针制学兵军山魈坦克的装备办法，遂果断下令撤退，主动放弃了衡阳。
试探性的规模决战打成这样是阿南惟几不愿意看到的，但是他并没有放弃原来的想法，在向东京大本营汇报战况的时候他避重就轻，不谈部队的战损，却重点讲山魈坦克的犀利，并向军部提出，称如果不能有效克制学兵军的山魈坦克部队，那么长沙防御战根本无从打起，要求军部立刻想办法补充汉口飞行团。
学兵军的山魈坦克问世已经有一段时间了，日军无论新旧坦克，在这种重型坦克面前全无抵抗之力，这早就引起了东京大本营的注意。针对山魈，日本人也想出了几种克制办法，其中之一便是密投重磅航弹。但是，因为缺乏克制白鳍豚的战机，无法取得战场制空权，这种办法却迟迟不能应用于实战。而现在，随着五十特攻机的出现，日军似乎具备了争夺战场制空权的能力。长沙是如此关键，东条英机遂以军部的名义向米内光政提出，让他将本应分配给联合舰队的五十特攻机优先配置给汉口飞行团。米内光政这一次没有刻意的和他唱反调，慷慨应允，于是，就在学兵军高层还在为东北军发生兵乱一事而焦头烂额的时候，一个联队的五十特攻机从东京被运抵上海，后又从上海转飞武汉。而随着这批战机飞抵长沙前线机场，在阿南惟几看来，和学兵军进行长沙决战的时机似乎成熟了。
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