Полет первого прототипа (самолет 4401) состоялся в августе 1940 г. По отзывам шеф-пилота компании Хаяси, эта машина, оснащенная 14-цилиндровым двухрядным двигателем воздушного охлаждения Накадзима Ха-41 (взлетная мощность – 1185 л. е., мощность на высоте 4000 м -1250 л. е.), летала неплохо, однако ее данные оказались несколько хуже расчетных. Так, скорость на высоте 4000 м не превышала 550 км/ч, а скороподъемность на высоту 5000 м достигала 5 минут 45 секунд, взлетный вес самолета составил 2550 кг, вместо предусмотренных 2200, из-за чего нагрузка на крыло достигла 170 кг/см2 (расчетная – 146,5 кг/см2 ), а это привело к возрастанию посадочной скорости.
Одним словом, машина требовала значительных доработок. В процессе их проведения была улучшена жесткость моторамы, загерметизированы щели вокруг моторной перегородки, изменен после многократного перепроектирования воздухозаборник турбокомпрессора, внеслись изменения в конструкцию юбки капота. Взлетный вес удалось снизить до 2350 кг. Правда, прототип еще не имел вооружения. Результатом доводок стало некоторое повышение скорости самолета: поначалу – до 570 км/ч, затем – до 590. позже – до 616 и. наконец. – до 626 км/ч.
Казалось бы, дела пошли хорошо, но в один из дней 1941 г. самолет 4401 разбился при испытаниях на пикирование. Исходя из этого специалисты Накадзимы пришли к выводу о том, что скорость машины с полным вооружением не должна превышать 580 км/ч.
В срочном порядке фирма построила два новых прототипа (4402 и 4403). За ними последовала опытная серия из семи машин (4404-4410). 15 сентября 1941 г. эти девять самолетов были сведены в 47-ю авиаэскадрилью с целью проведения войсковых испытаний. Командиром этого подразделения, получившего неофициальное название "Зимородки", стал майор Итагава.
Поначалу новый истребитель не вызывал особого энтузиазма у летчиков – уж слишком сложным в управлении он был. К тому же самолет имел массу "детских болезней", свойственных любой новой машине. Но вскоре пилоты стали относиться к Ки-44 более благосклонно, оценив его высокую скорость и устойчивость при пикировании и ведении огня. Последнее качество помогло 47-й эскадрилье выиграть на традиционных соревнованиях по воздушной стрельбе, проводимых между армейскими и морскими летчиками в авиашколе г. Акено.
Прототип Ки-44 (№ 4401) после первого испытательного полета
Настало время испытать новый истребитель в боевых условиях. 30 ноября "Зимородки" отправились в г. Кантон (Южный Китай), где были прикомандированы к 12-му авиаполку, летавшему на Ки-27. А через неделю, 7 декабря 1941 г., Япония вступила во вторую мировую войну, и 12-й полк начал боевые действия над Малайзией.
Свою первую воздушную победу Ки- 44 одержал в январе 1942 г., когда три истребителя 47-й эскадрильи, ведомые капитаном Ясухико Курое, встретили севернее Сингапура смешанное звено 21-й и 453-й эскадрилий австралийских ВВС на истребителях Брюстер "Буффало". Курое неожиданно атаковал со стороны солнца и сбил одного из "брюстеров", тем самым открыв боевой счет Ки-44.
После налета бомбардировщиков подполковника Дулиттла на Токио, 18 апреля 1942 г., 47-я эскадрилья была отозвана в Японию, где ее преобразовали в 47-й авиаполк и включили в систему противовоздушной обороны японской столицы. Командование ВВС императорской армии пришло к выводу, что Ки-44 успешно прошел войсковые испытания, и решило принять его на вооружение, присвоив наименование "одноместный истребитель тип 2 армейский". Отметим, что выпуск опытной серии из сорока машин, известных как "одноместный истребитель тип 1 армейский", начался по указанию штаба ВВС еще в январе 1942 г.
Ранние Ки-44 выпускались в 1942 г. в трех незначительно отличавшихся друг от друга модификациях. Ки-44-l Ко – первая опытная серия, включавшая прототипы (4401-4410). Ки-44-l Оцу – с 12-мм пулеметом Хо-193 в носу вместо двух 7,7-мм. Кроме того, было изменено положение маслорадиатора. Ки-44 Хей – с несколько иной конструкцией шасси. Один из них имел экспериментальные двухлопастные соосные винты типа"Сумитомо" Пе-7 диаметром 3 метра.
Появление Ки-44 стало неприятным сюрпризом для летчиков антигитлеровской коалиции. Естественно, что, не зная поначалу настоящих обозначений японских самолетов, союзники давали им свои. Истребителям присваивались мужские имена, а остальным классам летательных аппаратов – женские. Так, Ки-44, имевший японское название "Сёки" ("Демон") получил у союзников имя "Тодзё" – по имени тогдашнего премьер- министра Японии Хидеки Тодзё.
Между тем, фирма Накадзима предприняла работы по совершенствованию своего детища. Еще в 1942 г. главный штаб армейских ВВС предложил заменить двигатель Ха-41 более мощным Ха-109. являвшегося модификацией первого. Новый мотор на взлете развивал мощность 1520 л. е., на высоте 2150 м – 1440 л. е., а на 5250 м – 1320 л. с. Размеры обоих двигателей были примерно одинаковы, но "сто девятый" был на 90 кг тяжелее.
Проектирование новой модели "Демона" завершилось к августу 1942 г., и в том же месяце Накадзима получила заказ на постройку пяти прототипов и трех предсерийных машин, которые появились уже в сентябре. Самолету присвоили официальное обозначение "армейский одноместный истребитель тип 2 модель вторая" (Ки-44-II).
По сравнению с Ки-44-l, во вторую модель был заложен ряд доработок, изменений и усовершенствований. Усилили конструкцию планера и амортизацию основных стоек шасси. Для повышения живучести машины запротектировали самозатягивающейся резиной внутренние топливные баки. Пилота прикрыли 13-мм бронеплитами. Увеличили радиус действия за счет подвески двух дополнительных баков. Кроме того, предполагалось установить на истребителе новый коллиматорный прицел, однако задержка поставок оборудования вынудила конструкторов фирмы оснастить самолет прицелом старого типа – телескопическим.
Ки-44-ll начал поступать в строевые авиационные части в последние месяцы 1942 г. Как и предыдущая модель, он имел три основные модификации: "Ко", "Оцу" и "Хей".
Вооружение Ки-44-ll Ко состояло из двух 12,7-мм пулеметов Хо-103 тип 1 в крыле и двух 7,7-мм типа 89 (модель 2) в носовой части фюзеляжа. От последних на практике пришлось отказаться из-за их малой эффективности, оставив только крыльевые огневые точки. Ки-44-ll Оцу выпускался с различными вариантами вооружения. На одной из машин этой модификации были установлены (в экспериментальном порядке) четыре 20- мм пушки Хо-5 тип 1. Большинство "Оцу" имели два 12,7-мм пулемета Хо-103 в носовой части и две 37-мм пушки Хо-203 тип 3 в крыле (боекомплект – 25 выстрелов на ствол). Некоторые машины имели вместо 37-мм пушек 40-миллиметровки типа Ха-301 с боезапасом десять снарядов на ствол. Установка их оказалась не очень удачной, хотя вооруженные 40-мм пушками самолеты и применялись: в основном в Бирме, для нанесения штурмовых ударов по бронированным целям.
Основной модификацией "Демона" явился Ки-44-II Хей, который начал массово поставляться в войска с 1943 г. В том же году появился и Ки-44-III, оснащенный 18-цилиндровым двигателем воздушного охлаждения Ха-142 (взлетная мощность 2000 л. е., мощность на высоте 2000 м – 1880 л. е., на 8000 м -1450 л. е.). Площадь крыла по сравнению с предыдущими модификациями на этой машине увеличилась на 26,6 % и достигла 19 м² .. Было увеличено и хвостовое оперение.
Фирма Накадзима построила прототипы с двумя вариантами вооружения: Ки-44-III Хо (две фюзеляжные пушки Хо- 5 плюс две Хо-103 в крыле)и Ки-44-Ш-Оцу (четыре пушки Хо-5). Первый прототип "тройки" был готов б июня 1943 г. Испытания этой модели продолжались до конца года и дали неудовлетворительные результаты. В конечном итоге от Ки- 44-III отказались.
Производство Ки-44 продолжалось до конца 1944 г.. пока этот самолет не был вытеснен другим, более мощным и современным накадзимовским истребителем – Ки-84 "Хаяте". Всего заводом компании Накадзима в г. Ота было выпущено 1225 "Демонов", из них – 1167 моделей II и III.
Ки-44 использовался для решения самых разных боевых задач, но основной для него стала служба в составе ПВО. Нужно сказать, что этот самолет оказался весьма крепким орешком для молодых летчиков, привыкших к простому в управлении Ки-27. По сравнению с ним Ки-44 был настоящим "летающим бревном". Опыт эксплуатации в строевых авиачастях показал, что с новым истребителем неплохо справлялись пилоты, имевшие не менее тысячи часов налета. Не смотря на это. являясь самым скоростным среди японских истребителей того времени, "Демон" снискал у летного состава определенное уважение.