电子侦察机也是中国国土防空作战的老对手。在后来的U-2等高空飞机出现前，这种侦察以国民党当局空军使用低空慢速的大机型夜间入侵为主。到1966年逐步停止为止，共有C-46、C-123、PB-4Y、B-24、B-25、B-26、RB-17G和P-2V等型运输机、巡逻机、轰炸机和反潜机改装的侦察机夜间窜入中国大陆862架次。
这支力量的背景，是1953年朝鲜战争结束后，国民党当局为维系“对美关系”、获得美援，主动与美国中情局签约，以“西方公司”为掩护，使用美国飞机和设备，专门为美国搜集情报，“顺便”空投心战传单和情报员。为此成立的国民党当局空军第34中队称为“黑蝙蝠”中队，第35中队称“黑猫”中队，前者主要使用电子侦察机，后者专为后来的U-2任务设立。
中情局为“黑蝙蝠”中队设定的侦察航线直指解放军重要基地，虽有电子战优势和低空飞行能力作掩护，冒死试探空防系统仍风险极高。一旦返航，美国专机就在新竹基地将电子情报运回美国。
▲RB-17G
▲1949年“黑猫”中队的B-25
对这种侦察方式，解放军空军积极予以打击，取得了一些战果，这些战果初期主要是用米格-15战斗机，在上海防空保卫战中取得。
▲RB-17G
1952年9月2日在上海击落美军B-29轰炸机一架，取得空军防空作战首次战果；1952年11月22日，空军航空兵2师6团杨木易、何中道又4次开炮，击落一架PB4Y-2，但僚机何中道被击落；1953年4月23日，空2师宋中文、林毅又击落一架P2V（不过中国台湾有研究者考证认为，这其实是美国海军特种电子搜索计划部从菲律宾起飞的P4M-1Q，只是外形与P2V十分相似，而且该机并未受损）。
中国台湾研究者还发现，美国海军的P2V的确曾被中国击落，只是中方资料中未提到。1953年1月18日，美海军第22巡逻中队的P2V-5在汕头被高炮击中，迫降在南澳屿外海，驻菲律宾的美海岸警卫队出动PBM-5水上飞机前往搜救。然而该机在找到13名机组人员中的11名，试图水上起飞时，却因风浪过高而坠毁。当美军其它PBM-5飞机和驱逐舰赶到时，遭到岸防火炮射击，只救走19人中的10人。
▲1952年驻杰克森维尔海军航空站的P2V-5侦察机
▲“黑蝙蝠”中队的机组成员(www.xing528.com)
1956年6月22日夜22：00，国民党当局空军一架B-17轰炸机从浙江低空窜入中国大陆，解放军空军34团团长鲁珉驾米格-17起飞，将其击落在江西境内，机上8人丧命。这是我国土防空作战中首次夜间击落敌机。8月22日，张文逸在上海附近舟山群岛外海夜间击落一架从日本岩国起飞的美国海军VQ-1中队（2000年4月南海撞机事件中的EP-3即属此中队）P4M-1Q电子侦察机，16人葬身大海。11月10日，张滋在浙江萧山上空夜间击落一架进行侦察的国民党当局C-46侦察机。
然而整体而言，在打击国民党当局空军电子侦察机时，解放军空军、防空军和海军航空兵都遇到了较大的挑战。一开始对方每年侦察中国大陆达100多架次，以P2V为例，据说1951～1955年在前苏联和中国海岸上空遭到截击机拦截的一共只有11架次。国民党当局空军从1958年开始使用该型机，当年就进入中国大陆80多架次，中国大陆400多架次拦截未果。
国民党当局空军有的PB-4Y大队的电子侦察小组在1955～1956年间共完成14次任务无伤亡。其机组人员这样回忆这种任务：
“这次电子侦察任务沿洞庭湖区南下，沿湘江至长沙附近。沿途早已听到地面防空电台不时报告我机行踪，不意飞临长沙时，发觉底下机场灯火通明，且目视有数架飞机起飞，其企图拦截我机之意甚为明显。”
“该机队共四架，对我机采取包围攻击队型，其中两架分列我机翼尖左右，第三机则尾随正后方。担负主攻的第四机由第三机上空快速下降开火扫射。由于双方全凭夜间目视，我方为避免暴露确切位置，立即降低高度，依靠空地雷达引导，尽量靠近山脚弯曲处飞行。尾随的三机被迫不断改变方向，第四机也不敢贸然俯冲下降，因而四、五波攻击均告无果。直到江西玉山县上空我机钻入云层……”
▲PBY-5A
确切地说，国民党当局空军换装RB-17G电子侦察机是1957年，当年该机型以低空超低空为主，夜间进入中国大陆53架次。由于它可以侦察防空雷达性能，并通过监听空地通话，掌握对方截击机的态势，解放军空军新装备的米格-17全天候截击机的雷达只能用于3000米以上，多次改进，低空效能仍较差，因此拦截69架次，均未奏效。
对此，我国的抗美援朝空战老英雄韩德彩2010年在上海接受美国《航空与空间》（Air&Space Smithionian）杂志采访时也透露：米格机的机载雷达只有在敌机下方时才有用，只要略在其上方，略低头，就有较强的地面杂波。因此主要靠地面雷达引导，接近目标后也主要不靠机载雷达，而是目视追踪。
1957年11月20日夜，一架RB-17G在中国大陆9个省上空共活动9小时，并接近北京，各地18架次拦截均未成功。为此解放军空军全面加强了夜战研究和训练。
1959年5月29日是个阴霾的日子，“黑蝙蝠”中队两架该型机从新竹起飞，趁天气恶劣于20：50从雷州半岛东部进入中国大陆，采取小航线浅纵深速进速出。其中一架顺利逃脱，另一架正从广西返回广东境内，准备出海返航时被雷达掌握。待敌机深入到防区纵深，地面雷达、通信等指挥引导保障最有利时，我飞行员蒋哲伦于23：00驾米格-17起飞，在地面引导下，在距离3.2千米时用机载雷达捕捉到目标，并进入自动跟踪状态。距敌机仅几百米时，果断开火，两次攻击将其击落于恩平与阳江两县的交界山区，飞机起火撞山爆炸。这是我军首次夜间击落RB-17G，使对手沉寂了9个月。
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