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| 三式戦闘機「飛燕」T型丙 （模型展示コーナー） |
三式戦闘機「飛燕」T型丁 （模型展示コーナー） |
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| 三式戦闘機「飛燕」U型 （模型展示コーナー） |
五式戦闘機T型乙 （模型展示コーナー） |
太平洋戦争を戦った数多くの日本陸軍戦闘機の中で唯一の液冷発動機を装備したのが本機、川崎航空機の作り上げた三式戦闘機『飛燕』である。
本機を語るのに『不幸』という代名詞がぴったりなのは残念な事だが、事実本機の歴史は不幸であった。そもそもの始まりは本機がその心臓部たる発動機にドイツからライセンス生産権を買った液冷発動機・ダイムラーベンツ『ＤＢ６０１』を選択した事であった。
優秀な発動機であったが・・・このあたりのことを踏まえて本機の解説をしたいと思う。
この２つの不幸な戦闘機が誕生したのは１９４０年（昭和１５年）２月のことであった。当時、ドイツから入手した液冷発動機ＤＢ６０１を国産化することに成功しそうだとの情報を元に、これを搭載する戦闘機の試作を川崎航空機に提示したのである。
当初はオリジナルのＤＢ６０１Ａａ（ライセンス生産用のオリジナル発動機）を搭載する事にした『キ６０』と、ＤＢ６０１の国産版『ハ４０』を搭載する『キ６１』の２機の試作要求であった。
この試作要求に対し設計を開始したのが川崎飛行機・第１設計課長、土井武夫技師であった。
では飛燕を説明する上で、絶対に欠かせないキ６０から説明していこう。
陸軍から開発を要求された川崎航空機・土井技師はまずキ６０の開発から着手する。キ６０に対する指示は重戦闘機仕様であり、対してキ６１は軽戦闘機仕様の要求である。
この指示は同一の性能の発動機を使用してまったく正反対の機体を開発せよという意味であり、本来陸軍のお家芸とされたのは軽戦闘機である。よってキ６１が本命であった事は間違い無いであろう。おそらく重戦闘機の指示は本来このＤＢ６０１が搭載されていた独空軍のメッサーシュミットＢｆ１０９に刺激されたものではないだろうか。ただいきなり重戦闘機を作れとの指示も難しいと判断した陸軍側が試験的に開発を要求したと思われる。これをステップに本格的な重戦闘機は次期開発でということだろうか。
土井技師が２つの機体の内、先にキ６０の開発から着手した理由ははっきりしていない。陸軍側はとくにどちらから開発せよとは指示していないためである。だが、既に現物の発動機が存在する以上キ６０の開発から着手したのは当然の事だと思われる。
キ６０に対する陸軍の性能要求
（１） 重戦闘機
（２） 速度：最大速度５５０km/h以上
（３） 武装：２０o機関砲２門・１２．７o機関砲２門
簡単に示せば上記のようなものであった。この時の指示に出てくる２０o機関砲だが、これは陸軍航空機用として初めての事である。もっとも先に２０o機関砲を搭載する事となる機体は存在するが、この要求指示でどのような機関砲が搭載予定だったのかは不明である。この時点で陸軍には航空機用２０o機関砲の開発構想すら出来ていない為である。ただ、海軍が零式艦上戦闘機用にスイスのエリコン社製２０oＦＦ型機関砲のライセンス生産型の搭載が決定していた為、これに対抗して２０o機関砲の搭載を指示したと思われる。
重戦闘機である以上、運動性よりもまず速度である。同じ発動機を搭載するメッサーシュミットＢｆ１０９Ｅ型を比較対象とし、翼面荷重を１６２．２uという今までの日本機では考えられないほど高い数値を目指した。ただ土井技師が運動性能を完全に無視していたと言うわけではなく、必要な運動性能の確保に努めたことは各データからも判明している。
また液冷発動機を装備する本機の最大の問題が冷却器（ジェネレーター）の設置位置である。通常、多くの機体では発動機の真下か主翼付け根に設置される事が多いのだが、キ６０では胴体下部に設置された。これは後から開発されたキ６１も同様である。この位置に冷却器を装備した機種で有名なのはなんといっても大戦末期の最優秀機とも言われる米陸軍のＰ-５１ムスタングであろう。また同時期に海軍の空技廠の１３試艦爆（後の彗星艦爆）は発動機の真下に装備している。冷却器1つにしても開発者の考えで随分変わる物だと言う事が良くわかる。
キ６０の試作機が完成したのは１９４１年（昭和１６年）３月のことであり、開発開始から１年が経過していた。
しかし初飛行では地上試運転の段階で冷却器の水温が異常上昇し、発動機の全開運転ができなかったと言う。これは機首下に装備された滑油冷却器用空気取入口廻りの設計ミスであった。一部設計変更を施し、若干の重量増加を招いたが飛行テストの結果は５６０km/h（高度４，５００m時）、高度５，０００mまでの上昇時間６分と一応の性能要求をクリアーした。（ただしこの時点では武装無しである）
同年７月には各務原飛行場にて輸入したＢｆ１０９Ｅ−７との模擬空戦を行っている。当初Ｂｆ１０９に搭乗したドイツ人パイロット・ロージヒカイト大尉は日本の演習法に馴染めずドイツ空軍本来の飛行に終始、結果として性能比較にならないという結果に終ったが、数日後に日本人パイロットが搭乗しての比較結果、上昇力・速度で同等、空戦性能で同等以上との結果を示した。尚、この比較試験にはキ４４（鐘馗）も参加しており、これも速度・加速性能・上昇力共に遜色なしと評価された。そしてこのキ４４とキ６０による比較性能試験が行われている。結果的には同じ重戦であってもキ４４の方が空戦性能に勝り、速度もいくらか勝っていた。この格闘戦の結果はキ４４に空戦フラップが装備されていた為といえる。
以上のような成績を収めたキ６０ではあるが、結局試作機３機の生産をもって開発は中止された。原因は２つ。重戦闘機として開発された本機よりも先に開発され、既に審査段階まで進んでいるキ４４が同等の性能を持っていると判断された為である。
そしてもう１つ、そして最大の理由がキ６１がそれ以上の性能を示したからである。
土井技師の目指したキ６１、それはあらゆる状況下で敵機に勝ちうる戦闘機の開発であり、キ６０との同時開発では最初からキ６１を本命視していたように、この機体を軽戦・重戦にとらわれない『中戦』という新しいカテゴリーを作り上げ様としていた。
キ６１に運動性と高速性能を確保すべくアスペクト比７．２という日本の戦闘機中最大の数値を採用した。これはキ６０が高速性能を求めるあまりアスペクト比５．９５と小さく設定したのに対しまったく逆の措置ともいえる。通常運動性を確保する為には翼面荷重を低くするのだが、キ６１では翼面荷重よりも翼幅荷重を減らす事を目標とした。これにより高速性能を確保しつつ運動性と、そして高々度性能を確保しようとしたのである。
他にも生産上のいろいろな工夫が施された。
代表的なものとしては主翼の取りつけ方法である。これは翼の主桁・補助桁と胴体の主縦通材との固定方法に１５cm間隔で固定したボルト締め工法であり、これにより比較的楽に主翼の取付位置を前後出来ると言う利点を狙ったものである。この方法は生産上の工夫というよりも、これにより後にキ６１が改修され、全長や重心位置が変更した時に主翼の位置を変更する事で前後のバランスを簡単に変更出来たのである。この方法はキ６１だけのものであり、他の戦闘機、特に海軍の零式艦上戦闘機のように胴体中央部分と主翼を一体に生産した機体ではなしえないものであった。
キ６０で問題となった滑油冷却器も取付位置を変更し、胴体下に水冷却器と一体にした構造とし胴体下部に取付けた。その取付にしても空気抵抗値軽減の為胴体内に半埋め込み式とするなどの方法がとられた。
キ６０が他の日本戦闘機と外観上の差と成っているものに、液冷発動機の採用という最大の違いの他に防風の形状の違いが有る。日本戦闘機はほとんどが水滴型防風を採用しているのに対し、ファスト・バック方式と呼ばれる形状となっている。これは防風の後部が胴体のラインと一体になるようなラインで構成された防風であり、キ６０や、海軍の１４試局戦（のちの雷電）などでも採用されている。空気抵抗値が水滴型よりも軽減される為採用されたが、視界・・・特に海軍の雷電あたりでは格闘戦時に視界が悪いといわれて搭乗員に批判されたと言う。だがキ６１では特に問題はなかったようだ。残念なのはこのファスト・バックの採用によってＢｆ１０９に類似している為『和製メッサー』という有りがたくない渾名を付けられる事となったことだろう。
キ６１の設計上、後の実戦での運用にあたって問題となったのが燃料搭載量である。当初キ６１に搭載計画された燃料タンクは両翼内部及び主翼中央部（操縦席下付近）のタンク合計で６２０リットル。さらに機内タンクとして２００リットル増加タンクが操縦席後方に設置出来た。陸軍の要求がキ６０・キ６１共に５００リットルだったのに対し合計８２０リットルという大量の燃料を搭載出来たのである。これは土井技師が可能な限り大量の燃料を搭載出来るように配慮した為だ。燃料が多ければ、行動半径は当然大きくなる。行動半径が大きいということはそれだけで優秀な戦闘機であると言えるからである。
海軍の零式艦上戦闘機と比較してみるとさらにその凄さがわかる。その広大な行動半径から初の戦略戦闘機とさえ言われた零戦２１型の機体内燃料タンクは５１８リットルである。これに落下式増槽３３０リットルを装備して航続距離３３５０キロと言われる｡キ６１ではＤＢ６０１（ハ４０）の燃費が零戦の『栄』とは比較にならないため航続距離は劣るものの、上記胴体内タンクに両翼下に２００リットル落下式増槽を装備して航続距離３２００キロ以上をなった。これだけでもキ６１の高性能ぶりを評価できる。
だが、問題がなかったわけではない。胴体内、操縦席後方の機内増加タンクは実戦に投入された段階で問題が発生するようになったのである。
実は初期生産型のキ６１にはこの機内増加タンク（２００リットル）は装備していない機体がある。これは初期生産分が出荷に終れ、増加タンクを装備するまもなく部隊に引き渡されたケースがある。（これにより航続距離が不足し、遭難・機体損失という悲劇を起こしたケースもある）
だが一番の問題は機内増加タンク内に燃料が満タンに入っていると飛行中の重心位置がかわり、飛行が不安定になり、悪性のキリモミ状態になってしまうことが判明したのだ。その為部隊では途中から機内増加タンクを撤去するようになり、１９４３年９月１日付で既存の機体からも撤去するように通達されるに至った。
キ６１の実物大模型審査は１９４１年（昭和１６年）６月５日、各務原の川崎航空機・岐阜工場において行われた。
１２月初めには試作第１号機が完成、これは当初要求されていた予定より半年遅れであったが、搭載すべきハ４０の完成が遅れた事もあり、まずまず順調であったと言える｡
初飛行は１２月１１日、各務原において成功した（操縦者は川崎のテストパイロット・片岡載三郎）。
社内テストを繰返し、同時開発であったキ６０よりも最大速度で２０km/hを上回り、運動性能や上昇力も当然のようにキ６０を上回る。これにより速度重視で開発されたキ６０の開発中止が決定し、キ６１の開発１本にシフトしていく。
試作機によるテスト飛行の結果、幾つかの問題点が表面化し、それを逐次潰していく。
燃料タンクもその１つである。翼内タンクの形状がセミ・インテグラル式方式と呼ばれるものであり、主翼構造の空間を利用したものである。これは独立したタンクを埋め込んだわけではなく重量を軽くする効果があったが、急激な旋回を行う事によって燃料が漏れるという事態が発生、のちに防漏対策が行われた。
また量産化の際に燃料タンクの防弾措置が取られるようになった為、搭載量が減少してしまう。それでも胴体内増加タンク込みで７５５リットル（試作機は８２０リットル）を搭載した。そして上記の機体内増加タンク問題の為タンクの撤去、最終的には機内積載量が合計５００リットルにまで減少してしまう。
審査を終えたキ６１は量産化に取り組む。試作機３機、増加試作機９機を完成させた後、量産機第１号が完成したのは１９４２年（昭和１７年）８月のことであった。最初は月産１桁台の生産数でしかなかったが、同年１２月からは生産数も増え、本格的量産化が進む事となる。この時点でキ６１は正式に採用機として陸軍に採用される事となるが、実際には１９４３年（昭和１８年）半ばまでかかることとなった。これはキ６１の発動機が液冷発動機という陸軍が久々に扱う形式であった事、部隊に配備され整備兵が慣れるまではまともに運用する事も出来ないだろうと判断された事、そしてなにより１９４２年（昭和１７年）には陸軍が２つの戦闘機を採用しており（２式単座戦闘機『鐘馗』と２式複座戦闘機『屠龍』）、３機目の採用にはまったがかかったこと、なによりも１９４３年（昭和１８年）採用として『３式戦闘機』の名称を与えたかったと言うのが本当だろう。そのころには一定数の機体が引き渡し終わり、部隊としての陣容も揃えているであろうと判断したのかもしれない。
陸軍飛行実験部／陸軍航空審査部による各種審査は１９４３年（昭和１８年）２月に一通り終了、続いて部隊への配備が進められるが、部隊への配備は審査終了前の１月から行われた。
キ６１・３式戦闘機『飛燕』を最初に装備した部隊は陸軍航空隊・第１４飛行団所属の第６８戦隊・第７８戦隊の２個戦隊であり、まず第６８戦隊から機種改編で９７式戦闘機から３式戦闘機に改編を行った。
３式戦を装備した第６８戦隊の赴く戦場、３式戦のデビューの場所、それが地獄のニューギニア戦線であった。
海軍に比べ大口径砲の開発・装備の遅れた陸軍であったが、１２．７oの選択は間違ったものではなかった。なによりも陸軍の操縦者が大口径砲の装備を嫌った面もある。重量が嵩み、運動性が劣ると考えたからだ。だが１２．７o自体に問題が無いわけではない。海軍が早期に開発・装備した２０o砲に比べ、弾丸１発あたりの弾丸効率は１００：２７と格段に劣る。もっともその２０oにも問題を抱えてはいたのだが。
だが陸軍は同じ口径の弾丸でも他国の製品に比べ、２０〜３０％程度軽く作っていた。これは銃本体の性能を弾丸を犠牲にする事で水準を上げようとしていた傾向があり、当然他国に比べて破壊力・弾道特性の面で劣る。それを補う為マ弾と呼ばれる特殊実包弾の開発を行ったのが日本らしいとも言えるのたが。
キ６１には正式採用後、幾つかの形式が存在する。それらについて簡単に説明しておく。
３式戦闘機
| １型甲 | 最初の生産型。機首に１２．７o機関砲（ホ１０３）２丁、主翼内に左右それぞれに７．７o機銃（８９式７．７o機銃）を１丁づつ装備している。本来キ６１に搭載する予定だったのは１２．７o機関４丁であったが、当時１２．７o機関砲であるホ１０３は生産開始から間が無く、信頼性が乏しかったためである。また他の機種でもホ１０３は採用されており生産が間に合わなかったと言う事情もあった。その為７．７o機銃が採用されていた。１９４３年（昭和１８年）９月半ばの生産機までで生産終了、計３８８機が生産された。 |
| １型乙 | １９４３年（昭和１８年）９月頃から配備された始め、同年末に乙型と命名される機種。武装を当初計画していた１２．７o機関砲（ホ１０３）４丁とした武装強化版。また戦訓により１型乙１４号機目以降は操縦席後部に防弾鋼板を設置、機体内増加タンクは最初から撤去された。さらに１５０号機目からは燃料タンクをゴムで覆い、防弾性能向上をはかった。さらに途中から引込み式の尾輪が固定式に変更されている。これは生産性向上の為である。 約６００機が生産された。 |
| １型丙 | ドイツから輸入したマウザー砲を装備した機体であり、１型甲及び乙型の機体に装備されている翼内砲（甲型は７．７o・乙型は１２．７o）を２０ミリマウザー砲に換装した機体と、最初からマウザー砲を装備した機体が存在する。 翼内にマウザー砲（２０o）２丁、機首に１２．７o機関砲２丁装備。 １９４３年（昭和１８年）９月に第１号機が完成、翌年７月までに改造機を含めて３８８機が生産された。 |
| １型丁 | 国産２０o機関砲（ホ５）を装備する機体。 本来３式戦１型の全面的性能向上型である３式戦２型が開発・配備される予定であったが、発動機『ハ１４０』の開発の遅れからピンチヒッターとして開発された武装強化版である。 だが当初１９４３年（昭和１８年）９月から装備開始予定だったが、国産２０o機関砲（ホ５）の開発の遅れから翌年１月に第１号機が完成。１９４５年（昭和２０年）１月まで生産は続き、１３５８機が作られた。３式戦闘機の大半はこのタイプとなった。 また２０o機関砲はマウザー砲装備の１型丙と違い機首に装備、翼内砲は１２．７o機関砲とされた。これは機首装備の方が命中率が高いがマウザー砲は銃本体が大きく機首に搭載できなかった為である。これに対し『ホ５』は小型であり、キ６１−２（後の３式戦２型）が当初より機首に搭載予定で開発されたいたためこれに順ずる形で機首に搭載が決定した。その為機首部分が延長となり、重心位置が変更となる。これに対応する意味で装備が中止されていた操縦席後方の機内増加タンクが２００リットルから９５リットルタンクに縮小されて復活することとなった。また主翼取りつけ位置も若干前よりに変更された。（注） 当初は外観の変更故に３式戦１型改と命名されたが、やがて１型丁と変更される。 尚、丁型は今までの機種に比べ重量増加が大きく（乙型より自重２５０kg増加）、最高速度で乙型に比べて１０km/hほど低下して５８０km/hに、そして何より上昇力が著しく低下した。（高度５，０００ｍまで５分３１秒だったのが７分もかかるようになった） （注）１型丁における主翼取付位置の変更の資料は朝日ソノラマ文庫 液冷戦闘機「飛燕」（渡邉洋二著）P167の記述より |
では２型の開発状況はどのようなものであったのだろうか。
２型の開発は比較的早い時期に行われた。１型の生産が開始される前、まだ増加試作機が作られていた１９４２年（昭和１７年）４月に構想は練られた。それは１型に搭載される発動機『ハ４０』の出力が予定よりもあと２００馬力ほど向上すれば速度・武装・実用性全てにわたってバランスの取れた優秀な機体となる・・・といった点から基本構想が練られた。
実際にこの構想に陸軍が試作を提示したのは５ヶ月後の１９４２年（昭和１７年）９月のことであった。３式戦の性能向上型は『キ６１−２』として開発がスタートした。
本計画で最大速度６４０km/h、横の運動性能と高々度性能の向上を目指した。具体的には翼弦長の延長による主翼面積の増加・機体延長・垂直安定版の増積・水冷却器の能力向上・武装強化であったが、最大の問題は発動機『ハ４０』の性能向上型発動機『ハ１４０』の開発であった。
主翼面積の増加は運動性能向上が目的とされているが、実際には翼内に２０o機関砲（ホ５）を搭載しようとした結果、翼厚を増加する必要有りとされた。その為翼型を維持する為に翼面積増加に繋がったとされている。
また発動機は『ハ１４０』とされているが、最終的にはさらなる性能向上型である『ハ２４０』の搭載を最終目的としていた。
武装面でも強化案があり、一部には機種に３７o砲（モーターカノン式）の搭載計画もあった。この武装計画案は後にキ８８計画として独立した別機体の開発と発展していく。（計画は中止されたが）
『キ６１−２』は１９４３年（昭和１８年）８月に完成。だが、発動機の故障が頻発し、審査は遅々として進まなかった。結局翌年１月には開発は失敗、中止となる。製作された『キ６１−２』は全部で８機だけであった。
失敗の原因は発動機『ハ１４０』であったが、他にも主翼の面積増加がかえって空戦性能に影響を与え、結果的に１型に劣るというものであった。
この開発失敗により３式戦２型を１９４４年（昭和１９年）６月には実戦部隊に配備するという当初の予定が崩れたため、前記の１型丁で急場をしのぐ事となった。
だが、川崎側も３式戦の性能向上を諦めた訳ではない。『キ６１−２改』の開発である。
『キ６１−２』の開発が中止になった１９４４年（昭和１９年）１月、すぐに別の方法が考案された。翌月から開発が再開された『キ６１−２改』は主翼の面積増加を諦め、『キ６１−２』の胴体に１型の主翼を装着した。これは２０o機関砲（ホ５）の供給問題も有り、翼内砲を１２．７o機関砲（ホ１０３）に決定した為である。
その上で問題児であった『ハ１４０』の内、特に吟味し、調子の良い発動機を搭載したのである。結果、１型丁に比べて自重で２２５ｋｇ（全備重量では３５５ｋｇ）ほど増したが、最高速度で６１０km/h（高度６，０００ｍ）を記録した。上昇力・高々度性能、共に１型丁を上回ったが、武装は同様（『ホ５』×２ 『ホ１０３』×２）であった。ただし、『ホ５』の２０mm砲弾の弾数が１型丁の１２０発から２００発に増加されている。他にも１型丁で回復した積載燃料は耐弾性能向上のため再び減少した。
ますまずの成績をおさめた『キ６１−２改』試作機は、続けて増加試作機の開発に着手、３０機が発注された。そしてそのまま量産型の生産が１９４４年（昭和１９年）９月から開始された。本機は正式に３式戦２型（キ６１−２改）と命名された。
途中、増加試作機製作中に後方視界の改善が行われ、キ８４（後の四式戦闘機『疾風』）と同様の水滴風防の採用が決定した。量産型の機体は水滴風防型へと変化していく。
当然２型が量産されれば、本来ピンチヒッターだった１型丁の量産は終了していく。徐々に生産は縮小され、ピーク時には月産２４５機（１９４４年７月）も生産されたが、１９４５年（昭和２０年）１月の１９機生産で終了した。
だが、順調に２型に移行したわけではない。当初より危惧されていた発動機『ハ１４０』は量産が進むうちに工員の質の低下、材質の低下により完全品として量産される数は非常に少なかった。このため機体のみの生産が進み、発動機を搭載しない『首なし機』の数が増えていく。
本来１９４４年（昭和１９年）末には実戦部隊に配備される予定であったが、実際に部隊に配備されたのは１９４５年（昭和２０年）４月になってからである。数も非常に少なく、完成した２型は僅か９９機だけであった。（この完成機９９機も諸説あり、実際に製造・完成したかは不明）
発動機以外の機体製造数は３７４機（岐阜工場生産分（都築工場生産分以外）の合計機数。他に試作機３機、増加試作機３０機、都築工場生産分（機数不明））もあったのにである。その上完成した９９機（？）のうち、実際に部隊に引き渡されたのは６０機程度だったといわれている。
（2009/12/2追記・修正 12/5加筆修正）
制式採用機である２型を『３式戦２型』と称する場合と、『３式戦２型改』と称する場合があります。資料によって表記が違うようで。
ここでは２型の制式採用機を『３式戦２型（キ６１-２改）』としてしてあります。ご了承ください。
だが、まったく経験がない訳ではないが、基礎技術の問題からか、日本の陸海軍航空機は空冷発動機中心で進められてきた。不慣れな液冷発動機は、それを整備する整備部隊の運用能力（整備力が無いというわけではなく、基本的に空冷が中心のため、基本が備わっていない整備隊員が多かった）不足から、実戦部隊からは不評であった。もちろん内地に展開した防空部隊等では整備力も高く、またメーカーからの技術提供も受けられるため、稼動率も高くまずまずの戦果を上げていたが、ニューギニア・フィリピンに展開した外戦部隊にとっては問題児であった。
また生産技術不足から生産遅延の可能性があり、部隊配備の始まった１９４３年（昭和１８年）の暮れには航空審査部飛行実験部長 今川大佐によって航空本部に空冷発動機への換装が進言されている。事実『ハ４０』の生産は徐々に遅延し、『ハ１４０』になるとその度合いはますますひどくなっていった。３式戦の生みの親である土井武夫技師も１９４４年（昭和１９年）初めには空冷化を検討していたほどである。これは同じＤＢ６０１系液冷発動機を国産化し、搭載している海軍の艦上爆撃機『彗星』でも同様であった。
そして海軍の『彗星』空冷化計画を知った航空本部は土井技師に３式戦の空冷化を提案した。
だが、３式戦の空冷化を阻むものとして２つの要素があった。
一つ目が『数の確保』であった。航空機の生産を管理するのは軍需省（１９４３年８昭和１８年）１１月、設置）の管轄である。増産促進を目的として設立された軍需省が空冷化を拒んだ理由は、空冷化改修作業中の生産遅延と、発動機を生産している川崎飛行機・明石工場の遊休化であった。さらに空冷化のために候補に挙がった空冷発動機『ハ１１２』はこの時点で数が足りていない状況であり、これに関しては航空本部整備部からも反対があった。
さらに川崎の社内事情もある。液冷発動機を生産している明石工場では『ハ４０』の生産ノルマ達成と、『ハ１４０』の実用化を目指してがんばっている最中である。苦闘している明石工場の状況を考えれば、これを切り捨てて他社（『ハ１１２』は三菱製発動機）に切り替えることは出来るものではなかった。
航空本部審査部の今川大佐は『ハ１４０』試作品の状況を見るに完治は不可能と判断、１９４４年（昭和１９年）４月に空冷発動機への換装を内々に川崎に依頼した。軍需省や航空本部の横槍を恐れての処置であった。
だが完成した『ハ１４０』は『ハ４０』を大きく下回る生産数しか出来ずに流石に軍需省もこの状況を鑑み、３式戦の大量生産を諦め予定生産数の減少を川崎に指示した。しかしすでに生産されていた３式戦２型もあり、このまま行けば『首なし機体』の増加は明らかであった。ついに軍需省・航空本部ともに折れ、空冷化が決定した。１９４４年（昭和１９年）１０月１日付で『キ６１−２改』を空冷化、『ハ１１２−２』を搭載した『キ１００』の試作が命じられたのであった。
『キ１００』の開発にあたり、問題となったのは換装することとなった空冷発動機『ハ１１２−２』のその大きさであった。同じ空冷の『栄』を大型化した『金星』と、機体本体をスリムに仕上げた『キ６１−２改』では、胴体部と発動機で４０センチ近い段差が出来てしまう。だが、欠点ばかりではない。土井技師自ら『天佑』とまで語った発動機本体の固定方法が、胴体から伸びている４本の発動機架を切断・除去することによって『ハ１１２−２』の補機類を弄ることなく鋼管製発動機架を主縦通材に結合できたのである。さらに先に問題となった発動機と胴体の大きさの差からくる段差はカウルを被せる事によっ生じる段差部分に排気管を集め、段差があることによって発生する飛行時の過流を制御。その上ロケット効果により性能向上につながったのである。これは参考用にと輸入した独空軍のフォッケウルフＦｗ１９０Ａ−５のカウリング形状を参考にしたという。
他にも空冷化に伴い不要となった胴体下部の冷却機は撤去や、プロペラ軸の変更に伴いプロペラ直径が１０cm短い幅広タイプに変更を行った。
以上のように『キ１００』の改修項目は機首及び胴体前部に集中し、後部と翼は３式戦２型（キ６１-２改）のままとされた。
『キ１００』の換装設計は１９４４年（昭和１９年）１２月中末に完成し、試作１号機は１９４５年（昭和２０年）１月下旬完成し初飛行が２月１日（２月１１日説あり）に各務原行われた。
試作１・２号機で洗い出された問題点は試作３号機で改修され、２月下旬には早くも福生の審査部に引き渡され、実用テストに廻された。元々機体・発動機共に定評のある機材だけに、相性さえ良ければテストは順調に進んでいったのである。
『キ１００』を３式戦２型と比較して、その予想以上の高性能に関係者を驚かせた。
元々スマートで空気抵抗の少ない液冷発動機から正面抵抗が大きくなる空冷に換装した結果、最大速度は５８０km/h（高度6,000ｍ）と、３０km/h程低下したが、それでも現行の３式戦１型丁と同等であった。上昇性能は２型と同等（高度5,000ｍまで６分）であり１型丁よりも１分も早かった。これは当時大東亜決戦機の名で大量生産が行われていた４式戦『疾風』を上回っていた。
他に運動性能が格段と向上、機首短縮に伴い前方下方視界が向上した結果、離着陸の容易化というおまけもついた。これを全て評価して『燃料と潤滑油さえ入れれば、いつでも飛べる』と評価されたのだが、これは稼働率の向上と、未熟者でも容易に乗りこなせるといった結果を生み、大変魅力的な機体に仕上がった。
だが、部品供給問題により部隊での使用では思ったより稼働率が向上していなかったともいう。
その性能故に実用審査の段階で生産が決定。２月中旬に『５式戦闘機』として制式採用が決定した。
| 余談だが、『５式戦』は制式採用された機種ではなく、あくまでも便宜的な呼称であるとする説がある。元々は３式戦闘機の空冷化案であったし、終盤期で国内がガタガタしている時期のことであるため、この辺りのことははっきりとしていない。 |
一方、完成直前の３式戦２型は５式戦用に転換され、『ハ１４０』の不足故に野ざらしとなっていた『首なし機』も５式戦用に廻された。（全ての『首なし機』が改修された訳ではなく、一部の機体は空襲によって破壊されている。昭和２０年５月の段階では４９機が野ざらし状態であり、この多くは空襲によって喪失したものと思われる。
５式戦の量産化決定に際し、さらに２つの改設計をはじめた。
ファストバック方式は抵抗減少を目的として採用された形式であったが、水滴型風防に比べて後方視界が良くないという欠点があった。運動性能が良くなった５式戦の視界向上を目的としての改設計であったのだろうが、実際のところ操縦者達にはファストバック方式でも影響なかったと言われている。
| （この辺りは海軍の操縦者が『雷電』の視界向上を訴え続けたのに比べて大変な違いである。もっとも『雷電』の場合胴体幅も大きく、非常に視界が困難だったとも言われているが） |
（2009/12/5加筆修正）
風防の形状変更は５式戦開発前の３式戦２型増加試作機の段階で決定しており、５式戦開発決定してからの改修項目ではないとのことです。
さらにもう一つの改修計画が行われた。制式採用後直ぐに設計が開始された５式戦２型と呼ばれる高々度戦闘機の開発である。
『ハ１１２−２』に『ル１０２』ターボ過給器を装着した出力向上型の『ハ１１２−２−ル』を装備することにより高々度性能を向上しようとした機体であった。機首砲の空薬莢受けを除去することにより『ハ−１１２−２−ル』搭載スペースを確保、中間冷却機の設置を諦め、過給器用空気取り入れ口を設けて開発された。
１９４５年（昭和２０年）４月に設計完了、実機の試作に取り掛かり試作１号機の完成は５月のことであった。自重増加に伴い中高度での性能は１型に劣るものであったが、高度10,000ｍまでの上昇が僅か１８分を記録した。同高度で最高速度５６５km/hを記録し、今後の戦果に機体が寄せられ９月には量産化される予定であった。
だが設計を開始した４月の段階で既に敵機Ｂ−２９の来襲高度は6,000ｍ程度に下がっており（護衛戦闘機が随伴）、高々度戦闘機の必要性がなくなっていたのは皮肉であった。
本機は日本が太平洋戦争に投入した唯一の液冷戦闘機であり、名機と言える機体ではあったが、元々日本が空冷発動機主体で進んできたことが不幸であった。
そしてその液冷発動機に拘り続けた故に５式戦の登場が遅れてしまった。もし早期に空冷化を実現していれば１年は早い時期に登場していても不思議ではない機体であったからだ。
だが、あえて言うなら、当時整備力に問題があった前線の部隊から本機（３式戦）を配備していったのがやむ得ない事情とは言え惜しいことをしたといえる。過酷なニューギニア・フィリピン戦線ではなく、防空戦力の中核として本土防空部隊で運用・整備実績を付けてからであれば、また違った展開になっていたかも知れないからだ。
2012/5/28 追加 大変興味深いサイトがありました。 こやまの航空宇宙博物館雑記帳（無断リンク） この中で、特に「飛燕」設計関係者との懇談録は非常に興味深い記事でした。 |
