接着由徐焕升遴选优秀飞行人员，组成新编空军第十四队，又称神鹰部队，由徐焕升、佟彦博担任正、副队长。

当时，能够担当远征日本本土的飞机，只有美制的马丁B—10轰炸机，这种飞机最大航速每小时343公里，最远航程为900公里。中国空军购买过9架马丁轰炸机，有5架已在空战中毁损，剩余的的则掌握在外籍志愿队飞行员手中。依据航空委员会与他们所签定的合约，想要立即接收，并非易事。于是中国空军决定智取。他们先让外表书生模样、平日喜穿长袍的徐焕升，与外籍飞行员接触交往，并取得马丁轰炸机相关资料。然后，在一次空袭警报中，命外籍飞行员将马丁轰炸机疏散到成都凤凰山机场，等外籍飞行员离开飞机之后，徐焕升马上部署基地人员卸除飞机上存油，并下令不经批准，任何人不得接近飞机。转天，外籍飞行员返回基地。徐焕升表明自己是新任命的第十四队队长，已经接管了飞机。他们才如梦初醒。

马丁轰炸机顺利取得之后，还必须加以改装和训练，为了增大马丁飞机的航程，把轰炸机的炸弹仓改装为一个大型的油箱。当时越洋长途飞行，还是中国空军的一个难题，幸好徐焕升留学德国时受过严格的长途飞行训练，所以长途飞行训练问题也就迎刃而解。

在空军第十四队飞抵武汉以后，蒋介石和夫人宋美龄亲临武汉南湖机场点名致训，向队长们昭示：“死有重如泰山轻如鸿毛之别，为国牺牲是光荣的，无论成功成仁，决不辜负你们。”徐焕升和队员们抱定“我死则国生”的牺牲精神，留下遗嘱，宣誓以最大努力完成非常使命。

经过近两个月的紧张准备，终于可以整装待发了。远征日本，本应选择风小的月夜飞行，可是，5月间正值梅雨季节，气候一直不适合越洋航行。5月19日，是执行东征日本的最后期限，尽管天气仍不理想，徐焕升还是毅然下令出发。

1403、1404号轰炸机，分别由队长徐焕升上尉驾驶1403号长机，副队长佟彦博上尉驾驶1404号僚机，分队长苏光辉中尉、蒋绍禹中尉，队员刘荣元少尉、吴积冲少尉、雷天春少尉、陈光斗少尉分别担任两架飞机的副驾驶、领航员、无线员。

在残云淡月下，两架轰炸机沿舟山南端直指日本。东海上空海风强烈，加快了飞机航行速度，飞行高度保持在5000公尺以上。出征人员为表达必胜的决心，由徐焕升向蒋介石拍发致敬电文：“职谨率全体出征人员向领袖蒋委员长及诸位长官行最高敬礼，以示参与此项工作之荣幸，并誓各以牺牲决心，尽最大努力完成此非常之使命。徐焕升皓”。这项电文，曾在全国各报刊载，显示了我东征勇士们的悲壮忠勇。