中国人民解放军空军第21厂，是上海解放后建立的第一家飞机修理工厂，成立于1949年9月中旬，厂址在上海大场机场内。

大场机场原是国民党空军第八大队及上海供应总处修护执行部与补给执行部上海供应器材库所在地，也是第八大队B－24轰炸机的基地。修护执行部在此装修各式飞机，其中主要为蚊式飞机。1949年5月上海解放后，上海市军管会空军部沪北办事处即派出人员接管大场机场。接管人员进驻机场后，着手调查、清理厂房设备和器材物资。由于国民党空军在撤离机场时，对笨重不易搬走之物都进行了破坏，能拆卸的各种设备都已运走，只遗留下破旧的棚厂4座、厂房2座、房屋10余幢，以及几架残破的飞机和少数破旧的机器设备。至6月中旬人员陆续增加，就边接管边担负起修理江湾机场的C－46运输机、蚊式机和大场机场的教练机等任务。当时，曾派出17名技术人员和工人到江湾机场，冒着国民党飞机轰炸扫射的危险，修复1架C－46运输机，命名为“上海解放号”，经上海市市长陈毅视察后，由谢派芬、魏雄英驾机飞往北京，在开国大典中飞越天安门上空，接受中央领导的检阅。

同年9月中旬，经空军司令部批准，正式成立中国人民解放军空军第21厂，隶属于华东航空处机务处领导（后隶属华东空军工程部领导）。由张仲铭任厂长，张耀堂任协理员。下设办公室、生产股、器材股、总务股等行政管理机构和金工组、木工组、油缝组、仪电组、液压螺旋桨组、C－46及蚊式机组、教练机组和发动机翻修组等生产组织。同时，制订各种规章制度，拟订工作计划，有计划地进行飞机、发动机修理。

由于敌机不断到机场轰炸扫射，厂房及设备遭到破坏。最严重一次为1949年10月10日，国民党空军B－24轰炸机2架飞临机场上空，投下炸弹16颗，炸毁棚厂2座，炸塌办公楼，水电设备被毁，幸无人员伤亡。上级为了安全起见，决定疏散飞机至席棚中进行修理，将白铁、军械、液压、油缝等工种疏散至大场机场四周，厂部办公也改在晚上进行。同时，将发动机、螺旋桨、金工、电器等工种搬迁至市区霍山路300号霍山仓库，成立霍山工场，继续进行R－2800发动机的检修及螺旋桨、电器等修理。此时，军管会空军部学习大队及杭州干校的技术人员300余人调到工厂，机器设备也续有增加。至1949年底，全厂职工发展到502人，全年共修理PT－17飞机3架，PT－19飞机3架，蚊式机4架（内1架飞行失事，3架未全部完工），C－46飞机1架；翻修发动机5台，检查清洗各种发动机120台。

1950年1月下旬，中国人民解放军空军进驻大场机场，工厂飞机修理迁至原国民党空军八大队队部，房屋重行布置，但限于房屋条件，又无棚厂，实际上已无法进行飞机修理。此时除霍山路工场仍进行发动机检修外，工作主要为上级培训野战修理所人员及补充3个野战修理所的机器工具设备。还成立泵浦马达训练班，招收70名工人进行培训。

1950年8月，空军21厂奉军委命令迁至南京明故宫机场。8月16日开始起运第一批物资，至9月8日最后一批物资运出，历时20余天，共运出航空器材、设备及其他物件总重约2000吨。全厂职工496人、家属约200人共同迁往南京。1951年空军21厂移交给中央重工业部航空工业局，更名为511厂。