1938年3月，遵照蒋介石的指令，中国空军重新制定了《空军对敌国内地袭击计划》，准备以宁波、诸暨两机场为出发基地，于1938年5中旬，空袭日本九州的长崎、佐世保军港和八幡等城市。

徐焕升

由于原中国空军第二大队第14中队飞机损失殆尽，便将原来由美、英、法、荷等国的多名志愿飞行员组成的外援队改为直属空军司令部的国际第14中队，马丁139WC轰炸机就属于该中队管辖。由于马丁139WC轰炸机及相关资料都掌握在第14中队外籍人员手中，蒋介石外籍顾问端纳建议派美籍飞行员李尔德上尉担当人道远征驾机任务。但没想到，李尔德狮子大开口，要求10万美元作为酬劳。

主动请缨，气坏外籍雇用飞行员

得知此事后，徐焕升觉得这是一次扬我国威、提升中国国民士气的特殊任务，需要中国人自己完成。因此，他主动请战，通过宋美龄推荐，最终蒋介石同意了。

徐焕升自中央军官学校第六期毕业后，被选入中央航空学校，第一期受训，又后前往德国航空学校，意大利空军专科学校深造6年，学成回国后任航空教官，蒋介石专机驾驶员。经过缜密部署，航空委员会决定把这个机密任务交给中国空军新编的神鹰中队的中队长徐焕升上尉。

为了接管马丁轰炸机，又不让李尔德等外籍飞行员泄密，徐焕升颇费了一番周折。1938年3月，他利用日机来袭的虚假情报，将14中队调往成都。降落后，便通过地面部队的配合，将马丁机控制起来。

直至第二天外籍飞行员返回机场，他才出示了相关证明文件，并说明将由中国飞行员完成远袭日本空袭任务。原以为即将获得10万美元丰厚酬金的外籍雇用飞行员们，听到这个消息非常气愤，一个名为吉鹏的飞行员直接掏出手枪向徐焕升射击，但没有击中。冲突过后，外籍队员们自觉失去了要价的条件，也只好接受遣送汉口的安排。航委会立即以作战不利，军纪涣散为由，解散了这支雇佣兵。第14队重新恢复为纯粹中国人的编制序列。

时任航空委员会秘书长的宋美龄亲临机场点名致训

盘旋半小时，顺利完成任务

1938年5月19日23时30分许，徐焕升和佟彦博分别驾驶马丁1403、1404号轰炸机，从宁波栎社机场起飞，沿舟山群岛南端避开日机防空警报系统，直指日本方向飞去。两架马丁轰炸机发来的电报描述：“云太高，不见月光，完全在黑暗中飞行。凌晨两点四十分，云层出现裂缝，新月高悬，星光初朗，遍地灯光依稀可见。”

在云海中航行了近3个小时的徐焕升和战友们终于到达目标上空。此时的日本列岛还在沉睡当中，飞机降至3500米时一份份传单像白色的雪花一样，从舱板下的方形射击孔投出，纷纷扬扬地飘向日本的领土。

机上报务员向国内发报：“空中没有阻拦，地面发出警报，灯火管制了，我机安全飞离。”由于油料有限，两架马丁轰炸机在日本本土盘旋半个多小时，把带去的纸弹全部投完后，飞机掉头向西南沿原路返回。此后的情况如航空委员会给蒋介石的报告中所说，“我机传单散毕，任务完成，于7时20分抵浙江海岸，8时45分降落南昌机场。加油后于11时返汉口，人机无恙。”

孔祥熙（左一）等亲自到汉口王家墩机场迎接远征机组人员等凯旋

盛大的欢迎仪式

当日的汉口空军基地举行了盛大的欢迎仪式，欢呼的群众以及各国记者蜂拥而至，以迎接8名中国空军勇士。5月22日，周恩来、王明、吴玉章代表中共中央和八路军办事处亲自到国民空军司令部，对凯旋的中国空军人员进行慰问，并敬献锦旗，上书“德威并重，智勇双全”。周恩来还发表了讲话，赞扬他们的成绩和英勇行为，并与徐焕升和佟彦博合影留念。

这一次成功的空袭，虽然对日军起到了一定的震慑作用，也增强了中国人民抗日的决心，鼓舞了军队的士气，但并没有阻止日本军国主义侵略中国的步伐。美国《华盛顿邮报》、苏联《莫斯科新闻》等，纷纷发表文章大赞中国空军飞临日本散发传单的壮举，日本政府可谓颜面扫地。

二战后，美国《生活》杂志刊登了世界著名的12位飞行员的照片，徐焕升位列其中，照片上表明，徐焕升是先于美军杜立特将军轰炸日本本土的第一人。