9月中旬,南非空軍將第1中隊的幻象F1AZ和第24中隊的掠奪者佈署到赫魯特方丹。9月16日的一次空襲不僅造成安哥拉軍的嚴重損失,還導致隨同的蘇聯顧問一死兩重傷。蘇聯、古巴和安哥拉趕緊安排直升機撤離;而由於奎托誇納瓦萊僅有的兩架直升機剛準備起飛旋翼就發生擦撞,結果都暫時無法使用,於是只能從盧安達安排替補的直升機,而直升機直到27日下午才完成準備。
古巴認為浪費的時間與頻繁的協調,特別是還涉及無線電管制與保密紀律極差的安哥拉軍,撤離很難不被南非軍察覺,於是安排豪華的護航陣容:兩架配備R-13M的米格21在奎拖(Cuito)巡邏,兩架米格23ML在梅農蓋巡邏,還有兩架米格23ML在400-700公尺低空避開南非遠程雷達,作為針對低空來襲的幻象的埋伏。一架米格21滑跑時卡進一個水坑無法出動,其餘正常起飛值班。
南非實際上壓根不知道蘇聯顧問撤離這件事,隆度3中隊的幻象仍保持2分鐘警戒起飛狀態待命中。此時雷達站發現了古巴米格機並發出警報,南非判斷這應該是執行對地攻擊任務的米格,且雖然沒探測到但按過往經驗大概率會有一個米格23戰鬥空中巡邏編隊在南非基地和米格之間堵著,於是計畫派出三批幻象。第一批的任務是主動暴露自身引誘米格23向南追擊,將米格23吸引到遠離安哥拉和古巴地面防空系統支援的有利地帶,隨後轉向東南;而第二批幻象落後第一批2分鐘路程,任務是在無線電中繼機的指揮下,利用米格轉向東南的機會從後方進行偷襲。第三批則落後6分鐘路程,任務是待在低空警戒可能埋伏的米格機。
當時經驗最豐富的雷達管制員正好輪換回南非,接替的管制員經驗以及和飛行員的配合度不是很好;此外負責擔任通訊中繼的黑斑羚攻擊機缺乏足夠的無線電,雷達管制員、通訊中繼員和全部6架幻象都只能共用一個頻道,通訊極易飽和。更糟糕的是由於黑斑羚因技術原因延遲起飛,導致進入戰區的幻象無法立即和雷達管制員進行聯繫。
第一支幻象編隊由卡洛.加吉亞諾(Carlo Gagiano)和亞瑟.皮爾西(Arthur Piercy)組成,他們當時被告知米格在2.4萬英呎高度,於是爬升到2.7萬英呎高度好取得能量優勢。而古巴這邊首先是奎托的地面雷達發現幻象的接近,於是引導兩架40公里外執行巡邏的米格23ML進行攔截,其飛行員分別是阿爾貝托.萊伊 (Alberto Ley)和胡安.查韋斯.戈多伊 (Juan Chávez Godoy)。他們在地面引導下全速追擊並很快找到第一支幻象編隊。而南非雷達卻因為米格的高度不足,一時失去對目標的追蹤,加吉亞諾的編隊一時陷入困境:他們還沒找到目標,也不可能將米格引到另外兩支編隊的方向,且他們也不知道自己被盯上了。
戈多伊成功鎖定尚有20公里的目標,目標毫無警覺且航向航速穩定,開火條件極佳 - 然而戈多伊的位置在編隊後方,而這種時候開火的話有概率誤擊領頭的萊伊,所以戈多伊沒有開火。而萊伊因為誤以為幻象在他們上方,雷達角度也是偏上,因此遲遲沒有發現目標。正當萊伊打算乾脆讓戈多伊領先進入攻擊位置時,目標已經進入萊伊的視線範圍了 - 而距離已經近到無法以R-24交戰、幾乎同一時間,幻象也發現了他們,兩邊在交匯過後幾乎同步開始轉彎,米格23的飛行員通過突破迎角限制器做出9個G的過彎,先一步完成轉向。
完成轉向的萊伊成功捕捉到一架幻象 - 這是亞瑟的座機,理想上來說他應該通過抬頭顯示器連動R-60MK進行手動鎖定,這種模式的命中率最高;不過萊伊的R-60MK當時還是自動模式,他也不打算浪費時間切換,而且他的雷達已經切換成自動搜索模式並取得鎖定。隨後萊伊仍保持4-5個G的過載情況下發射一枚R-60MK。
根據亞瑟的說法,當時他實際上也能目視捕捉到萊伊的座機,但萊伊的米格並不在R.550那貧弱的導引頭搜索範圍之內,所以他決定繼續轉向等米格通過他前方時以機砲攻擊 - 但他也看到飛彈的尾焰正在逼近了。亞瑟決定先嘗試避開,但隨後機身的劇烈晃動讓亞瑟意識到他沒有完全躲過。萊伊在飛彈爆炸時正好超越了亞瑟,不過戈多伊見證了飛彈的命中。對於幻象而言比較幸運的是由於他們當時在大角度轉彎,米格發射R-60時相對角度也比較大,R-60雖然引爆但距離較遠且R-60威力本來就比較小,因此爆炸離幻象的尾噴口稍有一段距離,沒有直接擊落。
而當亞瑟中彈時,卡洛的R.550正好鎖定了萊伊的米格。雖然卡洛意識到此時並不在有效射擊包線內,但還是決定直接發射,即便沒有命中也至少起個嚇阻作用,最不濟也讓他的幻象省點重量和阻力。隨後亞瑟告知卡洛他可能已經中彈,卡洛也很快發現亞瑟的座機正在漏油,於是決定立即躲到超低空返航。
當時第二批幻象距離不遠,且通過無線電網得知第一批幻象已經和米格發生接觸,但可能因為沒有掌握到戰場態勢,雷達管制員沒有下達指令與引導,也就沒有第一時間加入戰局;正當他們想不等命令直接支援時,倫巴河已經進入他們視線 - 而此處有危險的9K33黃蜂地對空飛彈活動,他們不敢在這個區域與敵軍交手只能先轉向避開,但也因此失去介入的時機。在得知亞瑟的幻象重傷後,他們和趕來的第三批幻象一同護送亞瑟返航。
在完成發射後,米格23隨即加速脫離戰場,因為地面雷達已經失去對幻象的接觸,而米格的燃料別說繼續交戰,甚至都不足以返回梅農蓋,於是轉降奎托。所有戰鬥機都安全返航,負責後送蘇聯顧問的直升機雖然吃了一些子彈,但也安然完成任務,可以說是古巴、蘇聯和安哥拉的完勝。
雖然亞瑟在大量友機護送下返航,但機體情況持續惡化,先是主液壓系統的幫浦故障,然後2號液壓設備也故障,燃油也不足500升了,且因為液壓設備也控制引擎油門,亞瑟也不得不切換成反應較慢的緊急開關直接調整引擎轉速。南非軍已經通知消防局封鎖隆度和赫魯特方丹之間一條道路以備亞瑟需要緊急著陸,但亞瑟認為道路狹窄且遠稱不上平整,還是決定嘗試返回隆度機場。
亞瑟計畫在機場的東跑道著陸,因為東跑道盡頭有砂土減速區,就算衝出跑道也能降低傷害。由於後燃器已經受損,引擎油門緊急開關又會限制引擎推力不能超過43%,且隆度機場跑道本來就短,一但失敗亞瑟也沒有重新爬升的機會;而由於無法完全控制引擎油門推力又受限,亞瑟選擇以較高的速度進場好在緊急情況下用速度換取高度(應該是為了跳傘),進場速度也高達205節。
當亞瑟以高達315公里的速度滑跑時,他發現煞車基本沒有作用,減速傘包也已經被炸掉。如果有緊急攔阻網那倒是還有希望 - 然而攔阻網還在倉庫中,根本來不及佈署。衝出跑道已是不可避免的結果,只能期望砂土減速區可以發揮作用了 - 但是並沒有,事實上前幾天正好下過雨,本來這不是大問題,但之後的烈陽又把砂土表層曬乾使之變得相當堅實,結過幻象一路衝出機場跑道護欄,前輪撞上一塊岩石後粉碎,亞瑟只能趕緊彈射。最終亞瑟的幻象還是報廢了;而因為彈射高度過低降落傘沒能完全減速,亞瑟也受了重傷,雖然保住性命但下半身癱瘓。
這一次失利讓南非空軍相當挫折,他們本就相當敬畏米格23ML超視距戰力,但現在他們也充分感受到就連近距離戰鬥幻象都沒有優勢。在至少獲得與R-60MK性能對等的飛彈之前,南非空軍不得不限制幻象只能負責護航與防空,而不能去和米格23挑戰制空權;空對地攻擊仍繼續進行,但被限制以450-600節速度從超低空進行空襲,雖然這導致航程受到很大損失且容易受到地面防空火力威脅,特別是考慮到古巴和安哥拉得到大量先進且機動性優秀的蘇聯野戰防空武器,但確實是他們唯一能做的;南非空軍將他們的行為稱為:玩弄獅子的睪丸。
另一方面,雖然帳面上米格23總數已經達到南非空軍幻象機隊總數,但古巴實際上很少能夠發揮數量優勢:首先,由於安哥拉其他地區的防空任務需求,相當數量的米格23必須佈署到其他機場。其次,蘇聯戰鬥機的大修間隔較短,通常每150-400飛行小時就需要全面檢修;而不幸的是這些作業無法在條件簡陋缺乏專業人員的安哥拉進行,必須大老遠送到東歐甚至蘇聯才能完成,這導致任何時候都會有一部分米格23處於大修或運輸途中。
以上兩個限制帶來的結果是,古巴能佈署在梅農蓋機場的米格23很少超過20架;而這點數量相較於戰場的空間實在太少。況且正因為南非暫時放棄與米格23的衝突,讓維持米格的戰鬥空中巡邏似乎顯得浪費,因此古巴開始將多數米格23用於對地打擊,所以古巴的戰鬥空中巡邏頻率變得更低,且即便有也通常也就只會安排一架。而米格23雷達的探測距離,特別是下視條件下的,遠沒有好到可以彌補數量相對於戰場的不足;同時即便經過加強,古巴和安哥拉在戰區還是沒有足夠的地面雷達覆蓋空域。
在這種制約下,雙方空軍基本變成各打各的:南非無法也不會去挑戰米格23在中高空的統治地位,但米格23也基本拿那些超低空突入的南非空軍戰機沒轍,南非空軍甚至曾經對梅農蓋機場發動空襲;而另一方面,南非當然同樣也無法阻止古巴航空力量對地面部隊的空襲。在1987年9月25日之後5個月的時間裡,雙方居然沒有爆發那怕一場空對空戰鬥。
然而將制空權拱手讓出的另一層問題就是,古巴和安哥拉空軍也基本不受南非空軍的威脅,可以肆意轟炸南非和安盟地面部隊,雖然這些轟炸精度通常較低,但也極度影響作戰節奏,降低了地面部隊士氣並增加對空軍的不信任。1988年2月25日,南非和安盟已經將奎托地區的安人運和古巴軍隊壓縮到最後一塊位於圖姆波(Tumpo)的橋頭堡,但更為集中的防禦力量和雷區密度也使其難以攻克,古巴和安哥拉空軍也在不斷妨礙南非和安盟的攻勢。為了打破僵局,南非決定冒險讓G-5榴彈砲在白天開火支援進攻。但南非也知道G-5的開火極易引來米格的注意與壓制,為了保護這些珍貴的榴彈砲,南非空軍決定冒險出動幻象提供掩護。
此前古巴雷達員發現由於運作頻段相近,P-18雷達接收器也能接收到倫度機場的測距雷達訊號;而這一雷達經常協助南非幻象攔截引導,因此其運作可以表明有南非幻象出動。這一天P-18再一次接收到南非雷達訊號,因此古巴雷達管制員讓原本在執行直升機護航的埃拉迪奥·阿维拉(Eladio Avila)轉向可能有幻象出現的區域進行搜索,而隨後一台P-37雷達也成功探測到兩個訊號。當米格23和出現的目標幾乎重合時,古巴雷達管制員指示米格23執行一個半滾倒轉進入低空;而阿維拉也很快就看到了和當地沼澤環境格格不入,漆上橄欖褐色和黃色迷彩的兩架南非幻象。
這一支編隊包含威利.馮.哥本哈根(Willie van Coppenhagen)、戴維.克萊恩漢斯(Dawid Kleynhans)和雷格.馮.伊登(Reg van Eeden),這是標準的三機編隊,領頭的克萊恩漢斯和伊登,哥本哈根則落後他們一小段距離。南非的通訊情報(COMINT)單位成功截獲古巴雷達管制員和米格23之間的通訊,進而得知該編隊正在被追蹤,因此趕緊警告編隊;而隨後幻象的雷達告警裝置也確認了米格23的存在,於是克萊恩漢斯和伊登趕緊互相目視尋找米格的位置。沒花多少時間,他們就幾乎同時看到自己的六點鐘方向約30度上空的米格,距離不到一千米,於是趕緊拋棄副油箱開啟加力轉向。
阿維拉雖然已經目視發現了幻象,但他的雷達沒有,因此阿維拉決定讓機翼保持45度,以超過1100公里/小時的速度拉近距離後,再以可靠的R-60MK發起攻擊。然而隨著距離不斷接近,飛彈導引頭卻一直進行鎖定 - 這不是R-60MK的錯,而是阿維拉的,他在攻擊前讓飛彈導引頭維持在跟隨雷達鎖定模式,但此時雷達根本沒看到幻象,飛彈導引頭也就沒有對準目標。等阿維拉注意到這個錯誤時,雙方距離只剩不到一公里了。在看到幻象編隊轉向後,阿維拉本想跟上去,但他的燃油告警燈響起。幻象編隊數量有優勢且已經注意到自己,阿維拉沒信心快速解決戰鬥,因此決定加力全開甩掉幻象返航。
南非這邊,克萊恩漢斯看到距離只有400米的米格的後燃器爆發明亮的火光後迅速轉向脫離,哥本哈根和伊登本想追上去,但米格的角度正對著太陽,無法發射飛彈,且距離迅速被拉開。南非飛行員的燃料也就只夠維持3分鐘巡邏,而且因為不知道古巴現在大多只執行單機巡邏,而COMINT單位也誤將古巴雷達管制員當成另一架米格23,他們一直擔心是否還有另一架米格的存在,因此決定也打道回府。
幻象沒有威脅到阿維拉,但他卻差一點在返航時與死神擦身而過:由於燃料不足,他轉降奎托機場,但當地不是所有友軍都被充分告知,結果降落時一名保護機場的肩射飛彈射手幾乎向他開火;而正當射手已經啟動發射器即將完成鎖定時,他認出這是一架米格,這才避免了意外的發生。但阿維拉的險境不算完全解除,南非軍已經很接近奎托機場,機場本身已經不再擔負緊急降落以外的職責,南非的G-5也正在向機場砲擊。阿維拉在沒有人員安放登機梯的情況下直接跳下米格,在當地雷達管制員的幫助下完成加油後再度回到駕駛艙並成功升空。
在哥本哈根的編隊返航後,南非又派出了由約翰.蘭金、弗蘭斯.康拉迪(Frans Conradie)和托馬斯.內爾(Thomas Nel)組成的幻象編隊掩護當地的G-5。而古巴這邊,由於阿維拉離開直升機的戰鬥空中巡邏掩護位置,因此他們從梅農蓋派出奧蘭多.卡波.加爾維斯 (Orlando Carbó Gálvez)的米格23接替。這一次的情況幾乎重現,古巴陸基雷達捕捉到幻象,並引導加爾維斯進行攔截;而南非COMINT單位也再一次截獲了通訊並警告幻象。
加爾維斯的雷達雖兩度探測到幻象,但無法建立持續的追蹤,而古巴雷達管制員注意到加爾維斯已經和目標交匯,因此指示他轉向並降低高度。加爾維斯的雷達還是沒有探測到幻象,但他也用肉眼捕捉到幻象了。而南非COMINT也得知米格找到了幻象,且誤把管制員當成另一架在高空提供引導的米格23。得知米格接近的蘭金下令編隊立即拋棄副油箱轉向,並成功捕捉到2點鐘方向2-3海浬外的米格。
加爾維斯盯上幻象編隊末尾的內爾並準備發動攻擊,但陸基雷達這時候才發現這是個三機編隊,且兩架幻象已經完成轉向即將佔據對米格的攻擊位置;而加爾維斯也收到警告,只好放棄攻擊並立即轉向。幻象試圖跟上,但米格23轉彎率佔據明顯上風,眼看無法跟上的蘭金希望內爾從左側切入攔截,但內爾沒有收到指令。雖然無法進入理想飛彈發射包線,蘭金還是在勉強建立鎖定後就發射兩枚V.3B飛彈,隨後又在沒進入理想射程的情況下發射機砲,期望這些攻擊即便沒有命中,也能讓米格感受到壓力後以更大的角度轉向規避,從而流失能量讓幻象有機會拉近距離。
雖然確實都沒有命中,蘭金的嘗試取得一定效果,加爾維斯為了躲避其中一枚飛彈進行9G極限轉彎,同時也把注意力擺在來襲的飛彈上;而利用這一時機,內爾成功佔據對加爾維斯的有利攻擊位置並取得鎖定 - 然而此時蘭金的座機卻正好在兩者之間,蘭金趕緊滾轉脫離,但內爾的第一枚飛彈卻發生故障沒能發射;當內爾切換到另一枚飛彈時,他的座機正好對著落日,因此內爾又必須等待米格離落日足夠遠時再嘗試鎖定。等到內爾終於再度鎖定時,米格的角度已經接近V.3B飛彈極限,發射的飛彈接近目標 - 然後再一次的在後燃器尾焰後方引爆。
加爾維斯能感覺到自己的米格發生一陣抖動,進而意識到自己的米格可能已經承受打擊,於是他將機翼收到最小角度並開啟最大加力脫離戰場。康拉迪試圖追擊,但顯然不會追上;雖然他成功鎖定米格23巨大的後燃器訊號並發射一枚V.3B,但也沒有命中。
脫離戰鬥後,加爾維斯也有燃料不足的問題,他也想降落在奎托機場,但機場雷達管制員擔心這會引來新一輪砲擊,因此命令他返回梅農蓋。最後雖然引擎在降落時耗盡燃料而熄火,但加爾維斯還是成功在梅農蓋機場著陸;檢查後,地勤發現垂直尾翼有三個略大於豆子的小孔,這就是那枚V.3B所造成的所有傷害。
進入1988年中旬後,幻象F1已經經歷不少升級,緊湊型雷達預警接收器(CRWS)已經安裝到所有幻象F1AZ型上,大幅強化生存能力;而Kentron公司也成功改進了R.550飛彈引信,使其不再那麼容易被敵機尾流引爆。10月,南非空軍終於引進了首批以色列製的怪蛇3型飛彈,扭轉飛彈性能的劣勢;而老舊的幻象3型也正在改進為獵豹系列戰鬥機,其中針對空戰能力大幅強化的C型將具備改進的脈衝多卜勒雷達、增強的推力和武器酬載、頭盔瞄準系統等,能夠大幅縮減和米格23的性能差距並在部分領域上反超。
然而,漫長的邊境戰爭已經讓所有參與勢力都感到疲憊,而承擔巨大技術裝備損耗卻又同時遭遇漫長國際制裁的南非尤其如此。於是各方選擇坐上談判桌以政治和外交手段結束這一切。雙方在6-7月進行最後一次大規模交火,隨後在8月實現停火,古巴和南非也開始撤軍,結束了漫長的邊境戰爭。
在這幾次空戰中,米格23證明在解決了早期型的嚴重缺陷後,它確實是一款性能不錯的戰鬥機。在古巴飛行員手中,米格23ML的轉向與能量優勢得到充分發揮,前者讓米格更容易佔據有利攻擊位置,後者則賦予他們交戰主動權,就算處於數量或態勢的劣勢,米格23也能輕鬆的擺脫戰鬥與追擊;然而米格23理論上的雷達與超視距戰力優勢在安哥拉幾乎未能發揮,顯然古巴飛行員也面臨和越戰時期美軍類似的問題:飛彈性能不可靠,雷達性能和下視能力明顯還是不夠好,能得到的體系支援較弱,且訓練不足的飛行員在緊迫的交戰中很難有效使用流程較為複雜且限制較多的雷達制導飛彈 - 而且還要考慮到米格23ML是單座戰鬥機,沒有後座分擔壓力。
反觀南非雖然偶爾能通過更有效的訓練和組織,結合主動出擊帶來的數量優勢進行偷襲,加上善用米格23下視能力較差的侷限,從而抵銷性能劣勢;然而覆蓋較差的雷達也不完全能彌補幻象態勢感知上的劣勢,性能低劣的飛彈又總是白白葬送戰機。以往使用幻象經驗最豐富的以色列能夠以機砲作為飛彈的彌替補,但南非面對的米格23ML速度和機動性都在米格21之上,幻象F1幾乎不可能佔據機砲攻擊位置。事實上以色列的經驗也幫不了什麼,畢竟當以色列同樣需要面對米格23ML時,他們早就大量換裝F-4、F-15和F-16,以及性能更好的美製飛彈了。