在短短的兩年時間里，日本陸航就要對主力制空戰斗機進行一次徹底的更新。這兩型飛機之間的技術差距超出了當時日本軍用航空工業的水平，中島公司將給世人交出什么樣的一份答卷呢？

1938年早期，小山悌召集了一批工程師以及繪圖人員，在中島公司的太田制作所內開始著手Ki-43的初步設計工作。1938年12月12日，第一架Ki-43原型機組裝完畢，中島公司給它的工廠序列號是4301。

▲4301號原型機側視圖，注意螺旋槳的前端并未安裝轂蓋，座艙后部結構、無線電天線桿安裝以及垂直尾翼造型均與生產型有明顯區別

設計Ki-43，首要任務是確定動力系統的配備。中島公司為4301號機選擇了自產的Ha-25型十四缸星型氣冷發動機。Ha-25的海軍型就是榮-12發動機――零式戰斗機的心臟。Ha-25的直徑為1150毫米，重量530公斤，能夠恒定輸出950馬力的功率。相比其他日本國內的發動機來說，Ha-25體積小、重量輕、功率大，作為戰斗機的動力系統是再合適不過的了。

Ki-43的機體結構大致上沿襲了Ki-28的懸臂式下單翼布局。左右機翼根部和前機身作為一個整體進行制造，從而減輕了飛機的結構重量。Ki-43的機翼上反角為6度，具備良好的失速性能，這也是日后演繹高機動性戰斗機傳奇的一個重要因子。為減輕機翼的結構重量，中島公司將Ki-43的火力系統安裝在機頭引擎罩內，而機翼內的空間則用于儲存燃油，容量為571升。

Ki-43的機翼面積為22平方米，經過努力，太田制作所的工程師們將飛機的起飛重量精簡為1900公斤左右。這意味著Ki-43能夠達到86.5公斤/平方米的極低翼載荷，日后令盟軍戰斗機飛行員膽寒的輕靈魔翼由此誕生。海軍的明星――零式戰斗機同樣擁有極佳的機動性，它的機翼面積達到了22.5平方米左右。為適應在航空母艦上著陸的需求，零式戰斗機增加了相關和設備以及結構重量。因此，在實戰中零式的翼載荷達到了104－125公斤/平方米，相比Ki-27稍遜一籌，在水平機動性方面略微居于下風。

在30年代末的世界局勢下，日本陸航對新型戰斗機的武器系統沒有進行太多的要求。因此，在Ki-43的原始方案中，火力系統繼承了Ki-27的配置，依舊為兩挺八九式7.7毫米機槍，每挺機槍子彈500發。八九式機槍全長1175毫米，重10.2公斤。和德國空軍普遍采用的MG-17型7.92毫米HO-機槍相比，八九式機槍的初速稍低（755米/秒 對 810米/秒），而且每分鐘750發的發射頻率則比對方低了30％。然而，對熱衷于近距離纏斗的日本陸航飛行員來說，機槍威力欠缺算不了多大的問題。

關于這兩挺八九式機槍，Ki-43的駕駛員如何瞄準射擊？這是個相當有意思的問題。4301號原型機直接照搬了中島公司在Ki-27上的望遠鏡式瞄準具。這個瞄準具的造型有如一根細長的管子，穿過駕駛艙的風擋。為了減少空氣阻力以及避免損傷，瞄準具前端有一個錐形整流罩，在平時飛行中將瞄準具的物鏡部分進行遮擋。當飛機進入戰斗之后，飛行員通過駕駛艙內的開關將整流罩水平撥動至瞄準具一側，然后再將右眼湊到瞄準具的目鏡之前進行觀察瞄準。這也意味著在瞄準的時候，駕駛員對周圍的空域的觀察能力下降為零。相比之下，與Ki-43同期發展的海軍零式戰斗機，卻采用了更現代化的反射式瞄準具。作為日本陸航的二戰主力戰斗機，卻遺留有老式型號的若干特性，這也許是Ki-43被人稱為30年代和40年代戰斗機之間過渡型號的原因之一吧。
　
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