其实，从1937年，日本就提出了研制新机的要求，但因条件苛刻，只有三菱公司接受了招标。1938年，三菱公司在绝对保密的情况下开始了新式战斗机的研制，主要设计师就是主持96式舰载战斗机研制工作的崛越二郎。2年后，新机试飞成功并被日本海军采用。由于1940年正好是日本皇纪2600年，因此，新机被称为零式战斗机。
独树一帜
零式战斗机小巧别致，长9.06米，高3.05米，翼展12米，在必要时也可以改装为水上飞机。该机是世界上首个采用全气泡座舱盖和可投弃式大型副油箱的战斗机，前者为空战中的飞行员提供了最佳视野，后者使战机可以在延伸航程的同时根据作战需要减轻载重而增加机动性抛弃副油箱，因此，也被后来的战斗机所沿袭。此外，该机首次采用了全封闭可收放式起落架、电加热飞行服、20毫米航空机炮、恒速螺旋桨等技术，尤其是20毫米航空机炮的火力远胜于当时其他战机普遍使用的航空机枪，使零式战斗机在服役初期占尽火力优势。
由于该机研制的一个重要初衷就是为长途奔袭中国内陆的轰炸机进行护航，因此，零式战斗机采用了多种方式减轻自重而增加航程。例如，该机的主桁梁采用了一种特殊的“日本住友金属”，抗拉强度和抗疲劳强度都大大优于常用的硬铝材料，大大减小了截面尺寸和主桁梁重量；而且飞机在多个组件上钻孔来减轻自重，甚至在铆钉使用上都省了又省，不得不用的铆钉也由标准的3.5毫米减为3毫米。同时，三菱公司还破例采用了其竞争对手中岛公司的大推力发动机，使零式战斗机时速高达534千米，是当时世界上最快的战斗机之一，而且航程可达到3000千米，可以从日本在武汉的空军基地往返全中国几乎所有战场，所有相当于同时期主要战机航程的2倍以上。
同时，这种轻巧的机体也赋予了零式战斗机极高的灵活性，垂直、平面机动性都高于同时代西方战机，1分钟内可爬升850～936米，爬升6000米仅需6分钟，而苏联的伊-16则需要15分钟。零式战斗机的转弯半径很小，使自己很容易咬住敌机而敌机很难从背后咬住自己。在空中格斗中，敌机经常被绕得晕头转向，感觉对方近在咫尺却遥不可及。加之其火力强大的20毫米航炮，在问世之初的太平洋战场上，零式战斗机几乎成了美军的噩梦，很多美国飞行员见到了这个画有红色圆圈的小飞机就放弃了归航的准备。
值得一提的是，当时已经有了航母这种海上起落平台，但西方国家一直认为舰载战斗机受到跑道长度、存放空间等多方面的限制，在性能上不需要追求陆基战斗机的标准。而日本则提出了完全不同的新理念，认为舰载战斗机需要与陆基飞机大量交战，在水准上不能落后，因此，零式战斗机成为世界上第一种性能超过陆基战斗机的舰载战斗机。
战场兴衰
1941年12月8日，日军偷袭珍珠港的第二天，45架零式从中国台湾起飞，将空气调节阀开到最小，螺旋桨转速调到最低，以省油50％的高危险超低速飞行方式奔袭800千米，为53架轰炸机护航，袭击了菲律宾克拉克空军基地等驻菲美军目标。此时的战场还没有空中加油技术，美军完全无法相信没有航母作为依托的日本能从如此超远距离实施攻击，机场上整齐排列的战斗机被日军肆意轰炸。少数升空的战斗机突然发现，护航的日本零式战斗机完全未曾见过，看似轻小却威力惊人，在空中具有难以想象的灵活度和火力，结果，美军在一天内就损失了108架飞机，而日军仅损失了7架。
1942年2月19日，23架零式与50余架美军p-36、p-40型战斗机在婆罗洲上空激战，结果美军损失近半，而日军仅损失了3架。在一个月后的爪哇岛空战中，零式战斗机在近两周的时间内以40余架的损失击落了550架盟国飞机。在1942年6月的中途岛战役中，零式战斗机在为第一波轰炸机护航，以零损失击落了美军迎战的全部26架“野猫”战斗机。1942年9月中旬，一架由零式战斗机改制的水上侦察机从伊号25潜艇上起飞，两次飞临美国西海岸的俄勒冈州布兰科角，投下4枚67千克燃烧弹，成为历史上外机对美国本土进行的唯一一次空袭，震撼了整个美国。在整个太平洋战争期间，零式战斗机几乎都是从上千千米以上的距离起飞，为日军轰炸机护航，向美军驻扎的岛屿发起袭击。相比之下，前文提到的二战名机德国的me-109，航程仅400千米，飞到伦敦打个转就被迫返航，如果me-109有了更大的航程和英国飞机纠缠，不列颠空战的历史恐怕将要改写。
在侵华作战中，零式战斗机一投入战场就扭转了伊-15、伊-16带来的空中优势，开始肆虐在中国领空。1940年9月13日，13架零式战斗机护送36架轰炸机袭击重庆，中国空军派出34架伊-15、伊-16拦截，结果一场激战过后，中国空军13架飞机被击落，11架受损，10人牺牲，而日机无一损失。这是抗战以来中国空军最为惨重的损失。一位返航的飞行员含泪叹息“飞机差得太多了，根本还不了手”。1941年3月14日，日军在对成都的轰炸中又击落了8架中国飞机，8名中国飞行员牺牲……这种空中一边倒的状况直到1941年8月美国“飞虎队”和新式战斗机到来后才有所改观。据统计，零式战斗机在抗日期间共出动529架次，掩护过2600架次以上的攻击机或轰炸机对中国内地进行轰炸。
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