1937年7月15日，陈云接到共产国际关于西路军余部不去苏联而是留在迪化学习的通知后，陈云和滕代远提出把“新兵营”进一步办成学习现代军事技术学习的目标。陈云提出了下一步学习军事、政治和文化的计划，即：（一）军事课，包括战术和装甲车、大炮、飞机和坦克；（二）政治课，包括中国问题、列宁主义问题和党的历史等；（三）文化课，包括中文和英文。同时将西路军余部按照“学校的方式”进行整编，左支队改编为总支队，下辖四个大队，每大队编三个排，每排三个班，每班十人左右，营连干部组成干部队。 陈云从苏联顾问那里了解到盛世才机械化旅的装备情况，盛世才拥有装甲车、汽车和火炮各一个营的装备，还有十多架侦察机和教练机，专门成立了一个航空队。陈云在得到苏联在迪化的总顾问巴宁中将的支持后，向盛世才提出请新疆军官学校教官和苏联教官帮助西路军总支队学习掌握新的军事技术和武器装备，盛世才迫于苏联的压力，只得同意。10月23日，陈云和滕代远致电毛泽东、张闻天，汇报西路军余部进入新疆以来的情况，并提出希望让西路军能够在新学习的计划：
 

　　“现在要求护送皮衣回陕北上前线抗日，否则即准备全部分到迪化学习飞机、铁甲、汽车、炮兵和骑兵。则今日已商准督办，下星期一送一百五十人入学学汽车，毕业后再学铁甲车、坦克。我们认为，利用新疆在三年内部培养五千军事的新干部是可能的，必需的。且学校名称、设备现比陕北完备些。中央意见如何，望转报国际和指示我们，以便遵行。”

　　中共中央很快同意了陈云和滕代远的计划，在10月25日给陈云的回电中，毛泽东和张闻天指出：“同意将四方面军人员分配到迪化各学校去学习新技术”，并要求陈云与滕代远“设法建立从新疆到兰州的航空交通。此问题解决后，派送干部等事均可不成问题” 。陈云、滕代远遵照中共中央的指示，立即将西路军总支队转入机械化武器装备的正规学习和训练。时间初步安排五个月。第一、二、三大队先学习装甲车和坦克，第四大队学习使用各种火炮。干部队继续学习军事和政治理论。陈云在动员时说：日本侵略者有飞机、大炮、汽车、装甲车，他们仗着这些武器横行霸道，我们要战胜日本侵略者，不能光靠步枪、刺刀，也需要有飞机、大炮、装甲车来对付侵略者。现在没有，将来总会有的！等有了再去学就晚了。

　　在各项军事技术学习全面展开后，陈云又进一步提出培养航空技术干部队伍的计划。陈云指出：“如果我们党有一支自己的空军，就能从空中打击敌人，保卫根据地。空军是很复杂的兵种，要建自己的空军，必须及早培养人才。我想，我们可以利用新疆的统战环境，借用盛世才的航空队，为我们党培养一支既会驾驶飞机，又会维护修理的航空技术队伍。只要有了人才，再想办法通过国际援助获得飞机，我们的空军不就可以建立起来了吗！” 陈云与滕代远等一起，在西路军总支队中挑选符合条件的学员到新疆航空队学习，最初选了三十人，后来选定为二十五人。11月29日，陈云回到延安后，向中共中央提出挑选一批既年轻又有文化的干部去新疆航空队学习航空技术的建议，并得到批准。于是，陈云又从抗日军政大学和摩托学校挑选了十九名符合条件的学员，大都是团营级干部到新疆学习航空技术。

　　1938年3月3日，新疆边防督办公署航空队第三期飞行班、第二期机械班开学。中国共产党选派的43名学员参加了学习，学员分为两个班，吕黎平为飞行班班长，严振刚为机械班班长，成立一个党支部，由中共中央驻新疆代表直接领导。到1942年4月，新疆航空队第三期飞行班毕业。中共派去学习飞行的20多名学员，毕业后留在航空队，并被编入飞行中队，以巩固飞行技术。1942年9月17日，盛世才突然发动政变，将中共在迪化的全部人员，包括在航空队学习的人员，总共120多人软禁了起来，不久全部被投进监狱。直到1946年6月10日，国民党才全部释放在新疆被捕入狱的中共人员；7月10日，他们从迪化返回延安，其中航空技术人员有31人：飞行员15人，机械员16人，这些党培养的航空技术人才们，在1947年初到达安东，参加了东北航空学校的创建工作。

　　1939年周恩来在赴苏联医治骨折路经迪化，在接见在新疆航空队学习航空技术的代表吕黎平和严振刚时，周恩来说：“陈云同志做了件很好的事，将来建设我们自己的空军，有骨干、有种子了” 。