四式戦闘機
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このように四式戦は中国戦線において実戦部隊の操縦者からも高い評価を受けた。一方で、台湾沖航空戦においてほぼ奇襲された状況、しかも圧倒的な数的劣勢下でアメリカ海軍のF6Fに立ち向かい、戦隊長や中隊長ら幹部が戦死する被害を被った第11戦隊の四式戦に対する評価は芳しくないものであった。
その後のフィリピンの戦いにおいては、捷一号作戦準備のため第4航空軍司令官の富永恭次中将が政治力を駆使して、日本本土、九州、台湾、中国などから精鋭航空部隊315機を増援としてかき集めたが、その中には多数の四式戦が含まれていた。陸海軍併せると合計1,000機以上の精鋭航空部隊がフィリピンに集結することとなって、久しぶりに空中で仇がとれると全軍の士気は大いに高まった。
やがて、連合軍がレイテ島に上陸しレイテ島の戦いが始まると、連合軍の極東空軍(Far East Air Force, FEAF)司令官ジョージ・ケニー（英語版）少将がレイテ島で確保したばかりのタクロバン飛行場の整備を急がせて、第5空軍の戦闘機を進出させ、強力な航空支援体制を確立しようとしていた。富永は、連合軍が強力な航空支援体制を構築する前に、飛行場を叩くべく、タクロバン飛行場攻撃を命じた。飛行場攻撃を命じられた第16飛行団がタクロバン飛行場を偵察すると、昨日まではなかったアメリカ軍戦闘機がずらっと並んでいるのを発見した。攻撃の好機と考えた第16飛行団長新藤常右衛門中佐は、四式戦11機にタ弾を搭載させて出撃を命じた。やがて出撃した｢疾風｣が帰ってきて、操縦士の池田中尉が指揮所で戦況を見守っていた富永と新藤に駆け寄ると「激しい対空砲火で被弾した僚機が敵飛行機群に突っ込んで自爆した」「他の機は高度100ｍから200ｍでタ弾を投下して敵に大損害を与えた」と戦果報告をし、富永と新藤は笑顔で労を労った。最後に帰還したのは少年飛行兵の最年少者池田伍長であったが、池田が無邪気に「焼けたり、ひっくり返ったり、敵の飛行場は惨憺たるものです」と報告すると、富永はわざわざ池田に歩み寄って「うん御苦労、御苦労」と嬉しそうに肩を叩いている。この攻撃は成功して第16飛行団は隊長の山崎機以下の4機｢疾風｣を失ったが、偵察機の報告によって地上のアメリカ軍機約100機を撃破したことが判明し、司令部に帰った富永は新藤に｢よくやった。偵察機が撮ってきた戦果の写真はいずれそちらに送る｣と称賛の電話をかけている。しかし、新藤の夜間出撃の申し出に対しては「昼間攻撃に引き続き夜間攻撃を行わんとする貴官の決心は壮とするも、貴隊に残された以後の任務はなお高い。敵飛行場の夜間攻撃は、爆撃隊に実施せしむ」とし「あすは、一日中、操縦士をゆっくり昼寝させてくれ」と休養を取るように命じている。新藤は富永が第16飛行団の戦力を温存したいという好意を感じて、その配慮に感謝している。
第16飛行団の攻撃で大損害を被った極東空軍司令官のケニーは、これまでに確保した飛行場にレーダーを設置して、日本軍の空襲を警戒していたが、この後も、富永は積極的な航空作戦を展開し、第4航空軍の攻撃機は警戒するアメリカ軍を嘲笑うかのように、山稜ごしに熟練した操縦技術で低空で侵入し連合軍のレーダーを妨害して空襲を繰り返した。ケニーはタグロバンにリチャード・ボング少佐や、トーマス・マクガイア少佐など34名のエースパイロットを呼び寄せたが、わずか24時間の間にその半数が日本軍機に撃墜されて戦死している。ケニーが陣頭指揮にあたっても、飛行場整備に手間取っており、雨が降ると、アメリカ軍が確保していたタクロバンやドラッグ飛行場は滑走路がぬかるんで、満足な出撃ができず、天気が回復しても優勢な第4航空軍の戦闘機隊と互角に渡り合うのがやっとであり、レイテ島に上陸したウォルター・クルーガー中将率いる第6軍に十分な航空支援ができず、進軍速度は計画を大きく下回ることとなって司令官のダグラス・マッカーサー元帥を苛立たせた。
マッカーサーは第4航空軍の猛攻に曝されて一息つく間もなかった。第4航空軍の攻撃機は昼夜間断なく来襲し、飛行場にびっしりと並べられた連合軍航空機を大量に撃破し、弾薬集積所と燃料タンクを毎晩のように爆砕した。その様子を見ていたマッカーサーは「連合軍の拠点がこれほど激しく、継続的に、効果的な日本軍の空襲にさらされたことはかつてなかった」と富永の作戦を評価し、マッカーサーの副官の1人であるチャールズ・ウィロビー准将も、タクロバン飛行場に日本軍機の執拗な攻撃が続き、1度の攻撃で｢P-38｣が27機も地上で撃破され、飛行場以外でもマッカーサーの司令部兼居宅やクルーガーの司令部も爆撃されたと著書に記述しており、第4航空軍による航空攻撃と、連合艦隊によるレイテ湾突入作戦は、構想において素晴らしく、規模において雄大なものであったと評し、マッカーサーの軍が最大の危機に瀕したと回想している。アメリカ陸軍の公刊戦史においても、10月27日の夕刻から払暁までの間に11回も日本軍機による攻撃があって、タクロバンは撃破されて炎上するアメリカ軍機によって赤々と輝いていたと記述され、第4航空軍の航空作戦を、太平洋における連合軍の反攻開始以来、こんなに多く、しかも長期間に渡り、夜間攻撃ばかりでなく昼間空襲にアメリカ軍がさらされたのはこの時が初めてであった。と総括している。10月27日、レイテ島の戦況とこれまでの第4航空軍の戦いぶりに対して昭和天皇から「第4航空軍がよく奮闘しているが、レイテ島の地上の敵を撃滅しなければ勝ったとはいえない。今一息だから十分第一線を激励せよ」とお褒めのことばがあっている。
このように、第4航空軍は執拗な飛行場攻撃や四式戦の活躍もあって、少なくとも11月上旬まではレイテ島上の制空権を確保していた。当時、第4航空軍を取材していた報道班員の読売新聞記者辻本芳雄によれば、レイテの戦い当初の第4航空軍の航空作戦は、レイテと陸軍航空要塞ネグロス島の間に日の丸を掲げた日本軍機でもってベルト[要曖昧さ回避]をかけて、それを昼夜別なく回転するように、タクロバン飛行場やレイテ湾の連合軍艦船に猛攻をかけるといったような、激しくも優勢なものであったという。この代償として四式戦部隊を含む多くの飛行部隊が壊滅したとは言え、ようやく四式戦の存在に気が付いたアメリカ軍も「速度と上昇力に優れ、運動性も高く、被弾にも強い」と評価している。
一方で、実際に四式戦を運用していた第2飛行師団長は1944年10月28日、「四式戦に大いなる信頼を置き居たるに困った事なり」と記しているなど高い評価はしていなかった。しかし、司令官の富永は四式戦に期待をかけており、四式戦で活躍している第16飛行団のいるサラビヤ飛行場に、毎日清酒や煙草を手土産にして激励に訪れた。アメリカ軍の爆撃の最中にも構わず来たので、富永の身を案じた新藤が、帯同してきた松前未曾雄高級参謀に「閣下にお怪我があってはと、みんなが心配していますから、なるべく（敵機の空襲がない）10時前にしてくれないか」と持ち掛けたほどであった。富永はその後も空襲にも構わず激励に訪れて、搭乗員たちと一緒に麦飯に現地で採れた不味い川魚の焼き物といった不味い昼食を食べながら、「なにか要求があったら、私に言え、できるだけのことはしてやるぞ」などと談笑している。
その後、レイテ島での決戦を画策した大本営は、レイテ島に海路で増援部隊や戦略物資を送り込むこととし、南方軍は第14方面軍司令官の山下奉文大将に「第十四方面軍ハ海空軍ト協力シ成ルヘク多クノ兵力ヲ以テ『レイテ』島ニ来攻セル敵ヲ撃滅スヘシ」と命令した。この前代未聞の大規模な逆上陸作戦には海軍も全面的に協力することとなり、海軍艦艇が護衛する第3船舶輸送司令官稲田正純中将率いる輸送艦隊が、ルソン島などから、第26師団や第1師団などをレイテ島に送り込むこととなったが、この一連の海上輸送作戦を海軍は多号作戦と呼称している。10月27日、多号作戦が正式に開始、富永は、第4航空軍司令拝命時に陸軍中央から期待されていたとおり、地上軍との連携を重視しており、輸送船団の護衛任務にできうる限りの戦闘機を投入することとした。第1師団（通称号「玉」）は輸送船4隻（能登丸・香椎丸・金華丸・高津丸）に分乗し、10月31日にレイテ島に向けて出港した。第4航空軍は船団護衛と同時に、アメリカ軍機による空襲をけん制するため、一式戦と九九式双発軽爆撃機に「タ弾」を装備させて、タクロバン、ドラッグ、サンパブロ飛行場を爆撃させ、地上で相当数の航空機を撃破した。船団護衛は一式戦・三式戦・四式戦が交代しつつ、常に十数機が船団上空に張り付いているといった手厚いもので、途中の空襲を護衛機が撃退しながら、翌11月1日、船団は無事にレイテ島のオルモック湾に到着し、合計で11,000名の兵員と大量の軍事物資の揚陸に成功した（多号作戦#第2次輸送部隊）。
この空戦において船団直掩の飛行第52戦隊・飛行第200戦隊の四式戦および飛行第33戦隊・飛行第26戦隊・飛行第20戦隊の一式戦は、来襲したアメリカ陸軍第49戦闘航空群のP-38と交戦、断続的に続いた戦闘で日本軍は6機（四式戦2機と一式戦4機）を喪失するも5機（第8戦闘飛行隊・第9戦闘飛行隊所属）を確実撃墜した。この日の空戦では、飛行第200戦隊（通称｢皇戦隊」）の四式戦8機が出撃したが、途中からは、僚機の7機とはぐれてしまった吉良勝秋曹長（かつて飛行第24戦隊で九七戦と一式戦をもって活躍したエース）機1機となってしまった。吉良機は途中で酸素ボンベが破裂してしまったため高度を下げるため降下していると、そこで船団を攻撃に来たP-38　10数機と鉢合わせになり、吉良機は単機で10数機のP-38から船団を護ることとなった。しかし、経験豊富な吉良は、P-38が高空では優速で手強いが、低空では旋回性能が劣るために戦いやすいことを熟知しており、低空の空戦に持ち込んでエリオット・デント大尉機を含む2機を返り討ちにして、見事に船団を護りきり、第26師団の兵員は無事にレイテ島に上陸できた。司令官の富永は輸送船団に乗船していた部隊からこの報告を聞くと、とても喜んで、すぐに吉良を司令部に呼んで自ら面談し｢船団前で、敵10数機と単機よく戦い、2機を撃墜、友軍の士気を高めること大であった。吉良、よくやった。只今より准尉に進級させる｣と熱く語りかけ、すぐさま青鉛筆で｢赫々たる武勲を賞し、特に准尉に進級せしむ｣という階級の特進状を書いて吉良を感激させている。
なお、当時フィリピン方面に四式戦を空輸する任務に就いていた穴吹智軍曹（かつて飛行第50戦隊で一式戦をもって活躍したエース、当時は明野陸軍飛行学校助教）は数回にわたりアメリカ海軍艦載機と交戦しており、台湾の高雄上空などでF6F 計4機ないし6機撃墜を報告している。フィリピン航空戦末期には四式戦の集成戦闘部隊として戦っていた第30戦闘飛行集団にて特別攻撃隊である精華隊が編成され、250kg爆弾2発を装備した四式戦が1945年1月8日に護衛空母「キトカン・ベイ」に突入、同月13日には護衛空母「サラマウア」に突入、それぞれ大破の戦果を残している。
特筆に価する戦果としてフィリピン航空戦中の1945年1月7日、ネグロス島上空において飛行第71戦隊の福田瑞則（ふくだみずのり）軍曹が操縦する四式戦が、アメリカ全軍第2位のエース（38機撃墜）であるトーマス・マクガイア少佐のP-38Lを事実上撃墜している。哨戒飛行を任務に長機マクガイア少佐（第431戦闘飛行隊長）、2番機エドゥイン・ウィーバー大尉（北アフリカ戦線従軍経験有）、3番機ジャック・リットメイア少佐（フィリピン航空戦で既に4機撃墜記録）、4番機ダグラス・スロップ少尉（出撃53回、1機撃墜記録）からなる第431戦闘飛行隊P-38Lの4機編隊は、7日午前6時30分にレイテ島ドラッグ飛行場を離陸開始（途中、リットメイア機はエンジン不調によりスロップ機と編隊位置を交代）。福田の証言では、第71戦隊は同日ルソン島へ向かう大艦船団発見の報告により、午前3時30分150kg爆弾を搭載した福田軍曹機・三浦軍曹機が単機ごとの索敵攻撃のためマナプラ飛行場を離陸（当時の第71戦隊は消耗により単機地上攻撃任務が主体）。しかし予定地点で船団を発見出来なかったため6時に索敵を中止、帰還中の6時30分頃にバコロド上空高度1,000 m付近で飛行第54戦隊杉本明准尉操縦の一式戦と遭遇し、しばらくの編隊飛行ののちタリサイ上空で別れた。マナプラ飛行場への着陸コースに入った四式戦福田機は、先程の一式戦杉本機が哨戒飛行中であった4機のP-38マクガイア編隊と空戦中のところを発見（この際P-38 1機が炎上墜落中、一式戦は不時着のため降下中を確認）、福田機はP-38 3機に突進し対進戦で撃ち合い先頭の1機を撃墜するも被弾。その後も四式戦福田機は残る2機と1分ほど格闘し1機を撃破。双方は空戦場を離脱し戦闘は終了、福田機は着陸時に転覆して後に廃棄処分となったが福田自身は軽傷で済んだ。離脱したスロップ機は午前7時55分、ウィーバー機は8時5分頃にドラッグ飛行場へ帰還着陸した。実際にこの空戦において、マクガイア機・リットメイア機が未帰還・戦死しているが（杉本准尉は被弾のため不時着するも、地上で抗日ゲリラによって射殺された遺体を現地日本軍守備隊が発見）、詳細は明らかになっていない。一式戦杉本機が1度目の戦闘でマクガイア機を撃墜、四式戦福田機は2度目の戦闘でまずスロップ機を撃破し続いてリットメイア機を撃墜したという説明もある。マクガイア機は低空・低速で無理な機動を試みたことにより失速・墜落したという説もある。
福田軍曹は当時マラリアの高熱により意識朦朧状態であり、かつ乗機は落下タンクと150kg爆弾を搭載したままで（空戦発見時は味方宿舎上空のため投下出来ず）、マクガイア編隊もマクガイアの無線指示によりこちらも落下タンクを投下しないまま、高度1,000 m以下の低空域で空戦を行っている。ちなみに、福田軍曹は陸軍少年飛行兵第10期で1944年5月に第71戦隊へ着任し11月に戦隊とともにフィリピンへ進出、操縦時間が少なく今まで実戦経験もなくこれが最初の空戦らしい空戦体験であったにもかかわらずこの大戦果を挙げ、この1ヵ月後にネグロス島を脱出し本土へ後退、飛行第101戦隊に転属し沖縄戦も四式戦で戦い終戦を迎えた。戦後の1974年（昭和49年）には第475戦闘航空群（第431戦闘飛行隊の上級部隊）の戦友会に、本空戦を調査した秦郁彦の手引によって福田はメッセージを届けている。
→詳細は「トーマス・マクガイア § 経歴#最期」を参照