芙蓉部隊は、零式艦上戦闘機の最新型である五ニ型と急降下爆撃機彗星一一型、一二型の水冷エンジン搭載型を使用した。一二型はダイムラー・ベンツ社製水冷エンジンDB601Aをライセンス生産した当時最新鋭のエンジンであったアツタ三二型を搭載していたが、ニッケルなどの材料となるレアメタルの不足や、工員の技量低下、工具の不足などが重なって、アツタ三二型の生産は滞っており、機体とエンジンの生産数のバランスが崩れて、機体が完成してもエンジンの装着ができない機体が続出していた。打開策として、生産が安定していた空冷の金星六二型エンジンを装着した彗星三三型が急遽生産されることになった。同じDB 601を国産化したハ140を搭載していた陸軍の三式戦闘機も同様な状況に陥っており、その打開策として、空冷エンジンを三式戦闘機の機体に装着した五式戦闘機が生産されるようになったことと同様な流れであった。しかし、アツタ三二型を搭載する彗星一二型はその高性能ぶりから生産中止とはならず、空冷型の彗星三三型と並行して継続生産されることとなり、空冷型彗星製造に移行した愛知航空機に変わって、呉の第11海軍航空廠で終戦まで生産されていた。（第11海軍航空廠生産分だけで430機）水冷型彗星の性能は高く、空冷型エンジンに換装することによっての性能低下が懸念されており、実際に空冷型彗星は、機体と金星エンジンの思わぬ相性の良さから最高速度の減少は些少であったが、上昇能力が低下するなど飛行性能が低下している（ただし航続距離は空冷型エンジンの燃費の良さから延伸している）。海軍航空本部があ号作戦直前に、空母で運用する艦上爆撃機や夜間戦闘機といった優先度の高い部隊には引き続き性能に優れる水冷型彗星を配備、多少の性能低下は目をつぶっても数が必要な基地航空隊に空冷型彗星を配備することに決めている。水冷型彗星は整備性の困難さから各航空隊で敬遠されていたとされ、根拠は不明であるが航空本部が各基地に放置されていた水冷型彗星をかき集めて芙蓉部隊に配備したとも言われ、美濃部も「殺人機」と呼ぶほどの“難物”を押し付けられたなどと主張しているが、1944年後半以降は水冷エンジンの整備に熟練した整備員も増えており、空冷エンジンの零式艦上戦闘機の稼働率も50％を切るような状況の中で、水冷型彗星の稼働率60％以上を維持していた航空隊もいくつもあった。従って“難物”水冷型エンジンを押し付けられたとするのはまったくの美濃部の誤認であり、初期配備は他航空隊からの流用であっても、戦闘により激しく消耗していく芙蓉部隊で、補充された水冷彗星の製造番号は第11海軍航空廠で生産された後期生産型であった。夜間戦闘機として彗星を運用していた帝都防空を任務とする三〇二空にも水冷型彗星が配備されており、司令の小園安名大佐は爆撃機らしからぬ高速性能を買って、彗星の操縦席の後部に斜銃を装備させてB-29の迎撃に投入している。横須賀海軍航空隊にも配備され、小園と協力して彗星の斜銃搭載に尽力した山田正治大尉が自ら夜間戦闘機型彗星で出撃し、斜銃でB-29を1機撃墜1機撃破する戦果を上げたのち戦死している。美濃部ものちに夜間戦闘機対策で、302空や横須賀空に倣って斜銃装備の夜間戦闘機型彗星を作戦に投入している。斜銃を搭載した夜間戦闘機型彗星は彗星一二型戊と呼称されている。第三三二海軍航空隊の水木泰少尉も彗星一二型戊に搭乗し、阪神地区でB-29の邀撃任務に就き、1945年5月からの2か月間でB-29を2機撃破する戦果を上げていたが、その間332空の7機の彗星は全く故障もせずに作戦に従事していたという。しかし、7月のある日、機体も快調で活躍していた332空の彗星は、芙蓉部隊に配置するとして全部取り上げられ、代わりに零戦が配備されている。このように“余りもの”の難物の水冷型彗星を寄せ集めて芙蓉部隊に押し付けたという事実はまったくなく、海軍航空本部から、美濃部自身も遺稿で感謝するほど厚遇されていた芙蓉部隊は、水冷型の夜間戦闘機型彗星を優先して配備されていた。零戦については、最新型の52型の中でも、空戦能力向上のために防弾装備を強化し、武装面では両主翼に従来の九九式二〇ミリ機銃1挺に加えて、三式十三粍固定機銃を1挺ずつ追加した重武装、重装甲型の零戦52型丙型を配備されていた。しかし、芙蓉部隊の戦闘機搭乗員は美濃部の方針により空戦の訓練を行っておらず、敵戦闘機に対する空戦技術を殆ど持たなかったので、もっぱら敵艦船や敵飛行場への銃撃を行う構想であった。美濃部の構想通り、沖縄戦当初、零戦はアメリカ軍航空基地へ低空侵入しての機銃掃射を行っていたが、効果があまりなかったのにも拘わらず損害が続出したため5月には任務継続不可能となり、1945年5月5日以降は機銃弾を満載しての艦船や潜水艦への索敵攻撃任務に回されている。美濃部が夜襲部隊を編成しようと考えたきっかけは、前線のラバウルで「夜間飛行に慣れている水上機の搭乗員を零戦に乗せて夜襲をかければ効果が大きい」と思い付いたことであったが、その発想は沖縄戦中盤前に挫折することとなった。水冷型彗星の運用はアツタ三二型エンジンの整備能力が重要ながら、空冷エンジンを主に扱う日本軍整備兵が水冷エンジンの整備技術に乏しいことが、水冷型彗星の稼働率低下の大きな原因となっていた。しかし、水冷エンジンの整備に習熟した整備兵がいれば水冷型彗星の稼働率は決して低いということはなく、美濃部も整備兵の技術向上のため製造元の愛知航空機に自ら出向き、整備員に直接指導してもらうため、熟練技術者を藤枝に派遣してもらうよう工場長に直談判し、愛知航空機側も美濃部の依頼に対して熟練技術者の派遣を快諾している。異例の工場技術者による整備の直接指導により芙蓉部隊の整備員の技術は向上し、稼動率を彗星70%近く、零戦80%にまで上昇させたと言われる。アメリカ軍は戦後の調査で、太平洋戦争末期の日本軍に対し「適切な整備・修理システムの開発に、日本空軍が失敗した」と評し、当時の前線での日本軍の航空機稼働率について、実際は50％以下であったと分析していたが、このように、満足に一定の機体を揃える事が出来ない当時の日本軍の中で、整備力に優れていた芙蓉部隊は驚異的な存在になっていたという指摘もある。美濃部も稼働率について「当時他の部隊は50％-60％に対し70-80％の高率」と当時を回想している。美濃部は指揮官自ら、部隊の機体の調子に常に気を配っており、芙蓉部隊隊員に「ちょっとでも身体の具合が悪いか、機材不調なら帰ってこい。なんど引き返してもいい」と常々言っており、決して無理はさせなかった一方で、ある日にエンジン不調という理由で帰ってきた機のエンジン音を聞き、美濃部は正常と判断すると、一度帰還した搭乗員を夜明け前の空に再び送り込んでいる。その搭乗員は任務を終えて無事に帰還することができたが、後に「あのときほど指揮官（美濃部）がうらめしく、怖かったことはない」と述べているなど厳しさも見せている。しかし、部隊の所属機数と稼働機数が明らかとなっている日で稼働率を計算すると、1945年2月17日時点では所属機数彗星8機、零戦12機の合計20機に対して、稼働機は零戦6機、彗星3機の合計9機で稼働率は45％、5月1日時点では彗星20機、零戦8機の合計28機に対して、稼働機は彗星7機、零戦7機の合計14機で稼働率は50％と日本軍全体の稼働率推定平均以下となっている。また、稼働と認定されて出撃した機でも故障により引き返す機も多く、4月中の大規模出撃では、4月16日の出撃で、彗星9機中、4機が故障で引き返すか不時着、2機が未帰還で、作戦に従事して帰還した機はわずか2機、零戦は8機中、5機が故障で引き返し、3機が未帰還、作戦に従事して帰還した機はなし、4月28日から29日未明は、彗星14機中、6機が故障で墜落もしくは引き返し、1機が爆撃装置の故障で投弾できず、7機が作戦に従事して帰還、零戦は4機中、1機が故障で墜落、1機が未帰還、作戦に従事して帰還したのは2機、4月29日から30日未明は、彗星12機中、4機が故障で引き返し、1機が未帰還、7機が作戦に従事し帰還、零戦は2機中2機が作戦に従事して帰還という状況であった。5月初めには、故障機の続出で十分な稼働機数を確保できなくなり、5月1日時点では稼働率50%まで落ち込んでしまい、5月6日には天候が回復して出撃日和となったのにも拘わらず、終日機体整備に費やさざるを得なくなっている。