開発指示段階では、武装として固定機関砲1門、固定機関銃2挺の装備が求められていた[12]。mm機関銃2挺(八九式固定機関銃)となっている。5]、失速速度が高いため高速での着陸が求められた。Eを上回った[14]。対抗に実用試験を兼ねて同年12月の太平洋戦争(大東亜戦争)開戦と共に南方作戦に実戦投入された。初出撃は12月25日であり、時にはキ44の本領を発揮する高速追撃や一撃離脱戦法を駆使するなど特性を生かし、黒江保彦大尉や神保進大尉ら陸軍のエース・パイロットがバッファローやハリケーンを撃墜するなど戦果を挙げ、実戦では航続距離を除いて運動性は問題とされなくなった。1942年2月に二式戦闘機として制式採用された。開発が難航したことから、試作機テスト中に性能向上のための改修案が検討された。第一次の性能向上策として、搭載エンジンをハ41からこれの改良型であるハ109(離昇1,500馬力)に換装することが試みられた。この改修により速度性能が向上したため、1942年12月に二式戦闘機二型(キ44-II)として制式採用された。このためそれまでの生産型は二式戦闘機一型(キ44-I)と称される。一型(キ44-I)の生産機数は40機のみで、残り大半機は二型(キ44-II)である。)の開発が進んでおり、キ44-IIIは実用化されず、また二式戦の生産自体も1944年末に終了した。講習に使用されている二式戦二型(キ44-II)速度・上昇力優先の設計思想に基づき、大径大出力のエンジンに軽い胴体、小さい主翼を備えているが、胴体はエンジン直後から急に細く絞り込んである。この点、同じく大径大出力エンジンを装備しながらさらに太い紡錘形胴体に設計された三菱の雷電とは対照的である。雷電では表面積や重量増、視界悪化がデメリット、プロペラ推力有効面積が増えることがメリットであり、本機ではその逆となる。7]、この構想から本機は水平尾翼のかなり後方に位置する特徴的な垂直尾翼をもち、機動から射撃の体勢に移ったときの安定性を高めている。このため射撃時の据わりがよく、機関銃砲の命中率が高いと好評であった。この構造は後の四式戦にも受け継がれた。背の低い垂直尾翼は下膨れ型[16]と言われ、プロペラ後流の悪影響を軽減する手法のひとつである。プロペラ後流は螺旋状に回転しており垂直尾翼を横から叩いて機首を偏向させるが、これは外周側ほど強力であり、垂直尾翼の面積重心をプロペラ軸に寄せる事でその影響を小さくできる[16]。8]にして同様の効果を得ている[16]。離陸滑走から浮揚への迎角変化の際、垂直尾翼へのペラ後流の当たり方が急変し、逆の当舵で修正が必要な瞬間があるが、操作が遅れると機首を急激に振られやすい。この現象はヒッカケラレと呼び、これの軽減にも上記対策が有効である[17]。実用試験では「若い者は乗せられない」「暴れ馬」「殺人機」との悪評を下された[18]。km/h以上の急降下でもびくともしない」と評される。Gの強度試験をクリアしている。km/hの速度で引き起こしを行っても主翼にシワがよることはなかった[20]。平面形はスパンこそ短いものの、九七戦から採用している翼端失速に強い直線翼を用いており、フラップは中島独自の蝶型フラップ(ファウラーフラップの一種)を装備している。蝶型フラップは高速戦闘機の旋回性能を高める効果が期待されたが、実戦では出し入れがわずらわしく使用されることはなかった(後廃止)。日本軍視点では劣るものとされていた旋回性能は実際は連合軍戦闘機よりも優れており、実戦では全く問題にならなかった。一型(キ44-I)が搭載していたハ41は出力が不足気味で予定性能に達し得なかったため、性能が向上したハ109が二型(キ44-II)に装備され二式戦の主力生産モデルとなった。9]で整備指揮隊長を務めた刈谷正意大尉はハ109について、「こまごまとした点では手の掛かる奴だった」と述懐している。11][22]になることに早くから着目し、陸軍の九七式戦闘機では、この着想のもとに胴体の平面形をおたまじゃくし形にしぼって効果をあげていた。」[23]と書いている。当然ながらエリアルールを先取りしたものではない。絞り具合は図面(書籍)によってかなり異なる。85戦隊の二式戦二型甲(キ44-II甲)最初の二式戦の実戦部隊は上述の通り、増加試作機を主に装備した独立飛行47中隊(愛称はかわせみ部隊、新撰組)。太平洋戦争緒戦の南方作戦に従軍し、インドシナ、マレー、ビルマと転戦したが、補助タンクを装備しても航続距離が短く、敵地深くへの侵攻ができなかった。そのため、各方面に投入されて数々の戦果を挙げた飛行第64戦隊・飛行第59戦隊の一式戦(隼)にくらべて戦闘の機会に恵まれず、あまり目立った活躍ができなかった。1942年5月には内地に呼び戻され、のちに飛行戦隊(飛行第47戦隊)に増強改編された。独飛47中隊が内地に呼び戻された理由は九七戦ではドーリットル空襲を阻止できず、本土の防空力強化の為の移動[24]とされている。二式戦は対戦闘機戦にも対大型機戦にも両用し、侵攻作戦にも積極的に用いる汎用的な戦闘機として開発されているが(この点で海軍の局地戦闘機中の乙戦とは運用思想が明確に異なる)、このことが起因となり日本初の邀撃戦闘機ともなった。1942年12月には性能向上した二型(キ44-II)が量産に入り、1943年に入ってから少数の部隊が二式戦に機種改変、主に中国戦線に投入され、中でも飛行第85戦隊の若松幸禧大尉は「赤鼻のエース」として名を上げた。飛行第47戦隊の二式戦二型甲(キ44-II甲)1944年末より、日本本土にB-29が飛来するようになると、外地にあったいくつかの部隊は本土防空に呼び戻され各地に展開し、飛行第47戦隊(1945年前後には四式戦へ機種改変)や飛行第70戦隊などが戦果を挙げ、第70戦隊は吉田好雄大尉や小川誠准尉ら二式戦乗りのエースを輩出し、本土決戦用の兵力温存の処置がなされるまでは邀撃部隊として活動を行った。kgの軽量化を行って、体当たりでB-29撃墜をする震天制空隊が第47戦隊や第70戦隊などで編成されるほどだった。陸軍トップ・エース、上坊良太郎大尉がホ301装備の二型乙(キ44-II乙)でB-29撃墜の戦果を記録したが、高度な技術を持つエースの稀な例でしかなかった。ともにB-29には比較的有力な機体であったのは変わりなく、残存機は迎撃戦闘機として本土防空の任務に就き敗戦まで活躍した。防空戦がある(メリディアン作戦)。存在し、かつての蘭印作戦下パレンバン空挺作戦において太平洋戦争の最重要攻略目標として日本陸軍が制圧占領した最重要地であった。同地には二式戦を装備する飛行第87戦隊を主力とし、このほか飛行第26戦隊・第33戦隊(一式戦装備、第33戦隊は装備2機のみ)、第21戦隊(二式複戦装備)が防空飛行部隊として配置されていた。日英双方の記録を照らし合わせた実損害・実戦果として、2日間の空戦で日本陸軍は20機喪失、イギリス海軍は16機喪失(ほか帰途不時着水11機・着艦事故14機は除く)であった[26]。陸軍上層部はハ109の低稼働率の問題と、四式戦の実用化に目処がついたことを理由として途中で二式戦の生産を打ち切っており、このため改善も停まっている。km/h向上したとみられ、第47戦隊長機および第2航空軍で試験的に現地改造を行った例がある)。一部の古参操縦者には海軍の雷電と同様に扱いが難しい機体であると敬遠され、当初、飛行時間800時間に満たない操縦者による操縦は危険であるとされたが、若年操縦者を乗せても何ら問題はなかった。従来1,000時間以上の者でないと乗りこなせないとされたが、200時間程度の者でも戦果をあげるなどしている。機体に魅力を感じた操縦者も多かった。二式戦は現在、一機も現存していない。編集アメリカ軍に鹵獲され同国軍の国籍標識を描きテスト飛行中の二式戦二型(キ44-II)TAIC(米海軍航空情報部)では、鹵獲した二式戦二型(キ44-II)の1機を使用し実際に飛行テストと性能調査を行っている。