1952年初，美国空军在其“绞杀战”失败以后，为恢复平壤以北地区的“空中优势”，特从国内调来一批有作战经验的校级飞行员和新式航空装备，并从1月份开始以“饱和轰炸”代替“绞杀战”。此时，苏军进行换防，空3师也结束了第1轮作战。志愿军空军的新部队空15师、空12师、空17师即将进驻安东地区进行实战锻炼。空军首长命令空4师再于1月16日进驻安东进行第4轮作战，掩护平壤以北的交通运输线和带领新部队进行实战锻炼。
为了加强战区引导指挥，副师长夏伯勋到朝鲜博川开设辅指，对我机进行辅助引导。空4师进驻安东完成新飞行员的战区航行后，于1月30日开始单独作战，带新飞行员打小机群。从2月3日开始协同友军打大机群，至2月9日的1周内，同F—86进行了5次空战，击落敌机3架。但因新飞行员战斗动作剧烈，连续发生3架飞机高空停车事故。2月10日晨，雷达发现平壤以北有10余批100多架敌机在铁路线上空活动。苏军起飞4个团的兵力，在南市、龟城、宜川地区与F—86机群空战。空联司指挥所令4师起飞两个团到军隅里打战斗轰炸机。
7时30分，4师起飞34架，由10团团长阮济舟(代号201)领队。10团至大馆洞上空，与F—86的阻击机群空战。12团编队过江后与10团失去目视联系。张积慧所率12团3大队又与团编队失去目视联系。赶队中，张积慧(代号 223)和僚机单子玉(代号230)在泰川上空发现尾后有敌机偷袭，张、单遂即向左急侧滑上升，当敌机冲前时即俯冲追逐，缠斗追至博川附近将敌机击落。在脱离攻击中又将另一架敌机击落。但此时又遭遇敌机群，张、单均被敌机击中。张积慧跳伞成功，降落于博川郡青龙面三光里;单子玉跳伞未成，壮烈牺牲。此战我机共被击落3架。
方子翼觉得，这一仗打得并不好，敌我损失得不偿失。几天来，4师都在检讨原因。2月15日晚，突然接到空军首长向空联司和空4师发来的电报说：据美国合众社华盛顿2月l 2日报道，得知美国的“空中英雄”戴维斯于2月10日在朝鲜北部上空被击落，令4师“即速用一切办法查明，戴维新是被我空4师击落或被友军击落或被高射炮击落的。”经空联司再三核对，10日上午只有12团的部队在清川江地区作战。4师接到指示后，即于2月16日和18日连派两个调查小组入朝实地调查。结果，在博川郡青龙面三光里北面2里处山坡上，找到了戴维斯的飞机残骸。机型F—86 E，机号307。它与张积慧的飞机残骸相距很近，张积慧伞降点距此地仅500米。戴维斯的尸体还在飞机座舱里，在戴的尸身上找到了他的飞行帽、手枪、血型牌和飞机护照。据志愿军50军149师的部队反映，张积慧和戴维斯二人落地的时间相差很近。149师还给空4师写了证明材料，与张积慧汇报的情况相符。空联司最后确认：戴维斯为张积慧所击毙。
乔治·阿·戴维斯，是美国空军第4联队334中队的少校中队长。他有3000多小时的飞行阅历，在第二次世界大战中战斗飞行266次，被美国空军当局誉为“百战不倦”、“特别勇敢善战”的“空中英雄”。他于1951年8月来朝到被击毙，执行作战任务60次，战绩为14架，是当时朝鲜战场上战绩最高的“王牌驾驶员”。美国远东空军司令威兰于2月13日发表特别声明，承认戴维斯的被击毙“是一个悲惨的损失”，“是对美国远东空军的一大打击”，“给在朝鲜的美国喷气机飞行员带来了一片暗淡的气氛。”
击毙戴维斯具有重大意义，对敌军是一大打击，对我军是一大鼓舞。总政治部将张积慧的事迹通报了全军，给张积慧记特等功一次，空军于1952年12月授予张积慧“一级战斗英雄”荣誉称号。空4师在此轮作战中，本着“热心带领、负责掩护”的精神，先后带领了空15、12、17师进行实战锻炼(抗美援朝期间，空15师总战绩为击落击伤67架，空12师为68架，空17师为26架)。为了打好仗，指战员们自发地开展了战前“出情况、想办法、订方案”的献计献策活动，战后“评指挥、评动作、评纪律”的三评活动。这些活动，对提高部队的战术素质、作战能力和组织纪律性，起到了很好的作用。这次参战到5月30日止，空4师在4个半月的作战中，共战斗出动193次，1793架次，空战20次，击落敌机17架、击伤10架，击毙了戴维斯。自己被敌击落击伤6架，战斗事故损失2架。完成预定的作战任务后，于1952年5月30日转回辽阳基地。
