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  二式飛行艇的前輩機——九七式飛行艇原本就已經是當時主要工業國的類似產品中,效能最優秀者。該機種配備有4具引擎,最高飛行速率可達465公里/小時,還可攜帶2枚魚雷進行5000公里以上的來回攻擊任務。因此作為九七式飛行艇的後繼機種,相關當局自然會要求二式飛行艇擁有超越當時所有水上飛機的效能表現,而日本海軍當時提出的需求如下:  川西航空機最後設計出的成品實際上達成了軍方的需求。直到戰爭結束為止,共生產了167架,其中「晴空」有36架。

  

  在珍珠港事件後,日本海軍欲干擾珍珠港的修復作業,計劃利用二式大艇的長航程對珍珠港實行轟炸。1942年3月2日,2架二式大艇從沃杰特島出發。為了能抵達指定地點,派出三艘潛水艦在中途的法屬佛格里特淺礁加油。同日在珍珠港的密佈雲層中投彈之後返航。此次攻擊沒有造成太大戰果,炸彈並沒有命中重要的港口設施。

  K作戰之後,3月10日,在對中途島進行長距離偵查之中,橋爪壽雄大尉的座機被美軍VMF-221聯隊雷達導引的F2A擊落,全員戰死。此為二式大艇的初次損失。  在中途島海戰之前,預計沿用第一次的過程,再次實行對珍珠港的偵查,即第二次K作戰。但是因為天氣因素以及美軍的警戒變得更加嚴密,計劃取消。

  1944年3月31日,聯合艦隊司令長官古賀峰一在搭乘輸送型晴空後,因暴風雨失蹤罹難。

  其中一架現存機原本被放在東京灣畔的臺場公園裡的船之科學館至2004年,其後被搬往鹿兒島的鹿屋航空館。
二式飛行艇()是大日本帝國海軍於第二次世界大戰中實用化的4引擎大型水上飛艇。本機為川西航空機九七式飛行艇的後繼機,於1941年(昭和16年)首飛,機型號為「H8K」,在裝備有往復式發動機的飛艇之中本機是效能最強的。該機種也通稱二式大艇或二式大型飛行艇,並被美軍賦予「Emily」的代號。之後衍生開發的運輸型,則命名為晴空。