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中国的飞机一出现，就首先被运用到军事上，成为解决国内问题和军阀争霸的一个工具。
空中侦察蒙古叛军。1913年冬，活佛哲布尊丹巴得到俄国支持，在蒙古多伦地区发动反政府的武装叛乱，企图在蒙古独立，先后占据锡林郭勒盟、昭乌达盟北部、多伦和张家口以北的广大地区，严重影响着北方的局势和国家的统一。袁世凯一面调派驻张家口卢永祥第十师迅速进兵讨伐，控制局势，一面命参谋本部派出飞机前往协助。南苑航空学校奉命派遣修理厂厂长潘世忠、学员吴经文驾驶“高德隆”式双翼教练机两次飞往多伦一带侦察当地动乱情况和叛军的军事部署。他俩冒着寒冷的气候，很快把侦察情报传递给进剿的陆军，又飞往叛乱地区上空盘旋。机声隆隆，大壮政府军声威，使叛乱分子惊慌失措。这是中国空军首次将飞机运用于实战。
轰炸白朗起义军。1912年夏，河南宝丰人白朗为反对官府和地主豪绅的剥削压迫，在家乡组织农民起义。1913年，河南白朗领导的大规模农民起义军以雷霆万钧之势连续攻陷商城、固始、光山等地，驰骋安徽，回师豫南。所到之处，沉重打击了封建统治，焚毁外国教堂，震撼整个中原。袁世凯和帝国主义驻华公使非常恐慌，外国公使纷纷向袁世凯政府建议“宜用飞机抛掷炸弹”。袁世凯言听计从，一面派陆军总长段祺瑞兼任河南都督赴信阳，指挥数万北洋军主力围剿，一面命南苑航校组织航空队，派出三架飞机飞往河南侦察，向起义军实施轰炸。1914年，白朗队伍由豫东南转西南，进入鄂北，出荆紫关入陕甘。航校先派潘世忠驾一机跟踪侦炸，又派秦国镛率章斌、关庚泉等驾一机前往，继由厉汝燕驾一机再往西安增援，分途追踪侦察，进行投弹，起义军受到相当大的损失。起义军转战陕西时，航空队仍紧追不舍，配合陆军行动。
这次飞机参战，实行远距离、长时间的追踪轰炸，使人们对飞机的作用另眼相看，领略到了飞机的特殊威力，提高了飞机在军事上的地位。轰炸白朗起义军是中国战争史上首次空中轰炸作战行动。
航空队入川入湘作战。1916年，北洋政府派飞机参加镇压护国军的作战行动。1915年12月12日，袁世凯正式宣布实行帝制，遭到全国反对。25日，蔡锷、唐继尧等宣布云南独立，组织护国军讨伐袁世凯，1916年进入四川。袁世凯令南苑航空学校组成两支航空队参加对护国军的作战，每队配备两架“高德隆”式教练机。第一队，由王鹗任队长，1916年1月，配合曹锟第一路军经鄂入川，驻重庆，后进至綦江、泸州等地。第二队，由章斌任队长，2月，随张怀芝第二路军经赣入湘，在麻阳一带活动。参战飞机主要遂行空中侦察任务。