五式戦闘機
後期型の三式戦一型丁は12.7 mm機関砲2門に20 mm機関砲2門と武装を強化し、また相応の防弾性能を持たせたが、改造による重量増で速度が560 km/hに落ち、上昇力が低下するなど飛行性能は悪化した。三式戦闘機のこれ以上の性能改善にはより強力な新型エンジンが必要な状況であった。特に過給器など高空性能を支持するエンジン技術には不足が多く、高度10,000 m付近では水平飛行を維持する、もしくは浮かんでいるのがやっとの状態であり、この高度を巡航するB-29の迎撃はおぼつかなかった。従ってB-29の邀撃には待ち伏せして一撃をかけるのが精一杯であった。この高空性能の不足は最後まで改善を見ず、三式戦闘機においては機銃の一部や防弾装甲などを外してなんとか戦闘空域まで上昇し、体当たり攻撃が行われたほどであった。
1942年春、ハ40の基本的な構造はそのままとし、1,500馬力級液冷倒立V12気筒エンジンハ140の開発が行われた。この新型エンジンは吸気圧を上げてエンジン回転数を2,500 rpmから2,750 rpmとし、離昇出力を1,175馬力から1,500馬力に高め、大型化した過給器の冷却のために水メタノール噴射装置を導入したものである。しかしながらこのエンジンの生産は非常に難航した。
武装は前述の通り、五式戦闘機の武装は三式戦闘機一型丁または二型と同様、機首に20 mm機関砲ホ5×2門(弾数各200発)、翼内に12.7 mm機関砲ホ103×2門(弾数各250発)を装備している。