Sáng sớm ngày 4/4/1965, đội hình tấn công của Không quân Mỹ gồm 48 chiếc F-105D, 10 chiếc F-100D làm nhiệm vụ hộ tống, ngoài ra còn có 30 chiếc F-4B của Hải quân làm nhiệm vụ hỗ trợ khi cần thiết.

Cuộc chạm trán không cân sức giữa MiG-17 và F-105

Xét về tính năng, F-105 hiện đại hơn rất nhiều so với MiG-17 song nó là loại  máy bay tổn thất nhiều nhất tại chiến trường Việt Nam.

MiG-17 là một máy bay chiếm ưu thế trên không do Phòng thiết kế Mikyoan phát triển cho Không quân Liên Xô vào năm 1950. MiG-17 có thiết kế cánh xuôi tương tự MiG-15. Giải pháp thiết kế này cho phép máy bay đạt lực nâng trên cánh lớn giúp nó cơ động hơn.

Nó sử dụng động cơ phản lực KV-1, nhược điểm của MiG-17 cũng như các hậu duệ của nó là MiG-19 và MiG-21 là cửa hút không khí cho động cơ nằm ngay mũi máy bay. Điều này khiến máy bay thiếu radar tầm xa ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng chiến đấu.

Một hạn chế khác là MiG-17 chỉ được trang bị pháo với 1 khẩu 37 mm và 2 khẩu 23 mm hoặc rocket không điều khiển hay bom rơi tự do. Biến thể đời đầu của MiG-17 thiếu bộ ngắm bằng radar cho pháo, các biến thể nâng cấp về sau mới được bổ sung thêm bộ phận này. MiG-17 chỉ có tốc độ cận âm, tốc độ tối đa khoảng 1.145 km/giờ.

Trong khi đó F-105 Thunderchief là một máy bay chiến đấu-ném bom tốc độ siêu âm. Nó thực hiện chiến chuyến bay đầu tiên vào  năm 1955, đi vào phục vụ trong Không quân Mỹ từ năm 1958. F-105 sử dụng động cơ phản lực J57-P-25, cửa hút không khí bố trí hai bên gốc cánh. Phần mũi của nó lắp radar AN/APG-31.

F-105 có thể đạt tốc độ tối đa gấp 2 lần vận tốc âm thanh (khoảng 2.208 km/h). Người ta trang bị cho nó đậm đặc các thiết bị điện tử cho phép thực hiện nhiệm vụ trong môi trường đe dọa cao. Một biến thể Wild Weasel chuyên dùng cho áp chế phòng không đối phương SEAD cũng được Mỹ cho ra đời sau các cuộc chạm trán với phòng không Bắc Việt. Về vũ khí, F-105 có thể mang bom, tên lửa với tổng tải trọng 6,4 tấn. Ngoài ra, nó còn có một pháo 20 mm cùng 1.028 viên đạn.

Bắt thóp điểm yếu của F-105

Một chiếc F-105 bốc cháy trên bầu trời Việt Nam.

Xét về tính năng, F-105 vượt trội hơn rất nhiều so với MiG-17 cổ lỗ, nhưng không vì thế mà nó là máy bay bất khả chiến bại trên bầu trời. Sau thời gian nghiên cứu đặc tính hoạt động của F-105 tại chiến trường Việt Nam cho thấy. F-105 thường bay vào đánh phá miền Bắc với 8 quả bom Mk117 250 kg cùng 2 thùng dầu phụ có dung tích 1.700 hoặc 1.500 lít.

Với tải trọng vũ khí và nhiên liệu lớn như vậy nên F-105 mất đi khả năng cơ động. Một hạn chế khác về mặt chiến thuật là những rất nhiều chiếc F-105 nhận nhiệm vụ ném bom vào cùng một mục tiêu nên chúng phải thường bay vòng chờ tới lượt ném bom.

Khi vào đội hình vòng chờ ném bom (Orbit), những chiếc F-105 đều bay ở tốc độ 600-650 km/h, đây là tốc độ rất bất lợi khi chuyển sang không chiến. Đây là thời điểm thuận lợi nhất để những chiếc MiG-17 nhanh nhẹn công kích đội hình F-105.

10h20 phút sáng 4/4/1965, Trung đoàn không quân 921 giao cho biên đội gồm phi công Lê Trọng Long, Phan Văn Túc, Hồ Văn Quỳ, Trần Minh Phương cất cánh làm nhiêm vụ nghi binh thu hút tiêm kích Mỹ ở độ cao 8.000 mét. Biên đội tấn công gồm số 1 Trần Hanh, số 2 Phạm Giấy, số 3 Lê Minh Huân và số 4 Trần Nguyên Năm cất cánh sau đó khoảng 2 phút.

Ngày 4/4/1965 những chiếc MiG-17 lạc hậu đã lập chiến công bắn rơi 2 chiếc F-105 đầu tiên trên bầu trời Bắc Việt Nam.

10h30 phút, số 1 Trần Hanh phát hiện tốp 4 chiếc F-105D đang kéo lên cao sau khi cắt bom nên hoàn toàn rơi vào thế bất lợi. Biên đội MiG-17 của Trần Hanh khéo léo chen vào giữa tốp F-105D và F-100D để chiếm vị trí công kích. Chiếc MiG-17 của phi công Hanh bám theo một chiếc F-105D (mật danh Zin 01), đến cự ly 400 mét, phi công Hanh bắn 3 loạt đạn, chiếc F-105D bốc cháy và rơi cách Thanh Hóa 30 km.

Đây là chiếc F-105 đầu tiên bị bắn rơi trên bầu trời Bắc Việt Nam. Cùng lúc đó, số 3 Lê Minh Huân tiếp cận vị trí thuận lợi và bắn cháy chiếc F-105D (Zin 02). Sau khi hạ 2 chiếc F-105D, biên đội MiG-17 được lệnh nhanh chóng thoát ly khỏi khu vực chiến đấu.