Με τις μαζικές επιθέσεις που πραγματοποίησαν τον Δεκέμβριο του 1941 επάνω από τις αποικιακές κτήσεις στην Άπω Ανατολή, οι Ιάπωνες κατάφεραν μέσα σε μερικούς μήνες να καταλάβουν τη Σιγκαπούρη, τη Βιρμανία, τις Φιλιππίνες, το Χονγκ Κονγκ, τη Μαλαισία και τις Ολλανδικές Ανατολικές Ινδίες, ενώ δημιούργησαν και βάσεις στα δυτικά του Ειρηνικού για την ενίσχυση της αμύνης τους. Τα Ki-46 πετούσαν μέχρι τη βόρεια Αυστραλία και ήταν σε θέση από τη Βιρμανία να ελέγχουν τις κινήσεις του βρετανικού ναυτικού στην Κεϋλάνη, περίπου 1.000 μίλια μακρύτερα. Κατά τις πρώτες κιόλας επιχειρήσεις του πολέμου, το αεροσκάφος έδειξε την αξία του, καθώς ήταν ταχύτερο από όλα τα συμμαχικά· αλλά ακόμη και όταν ξεκίνησαν να ίπτανται γρηγορότερα μαχητικά, το Ki-46 κατάφερνε να ξεφεύγει από τους καταδιώκτες του με αξιοθαύμαστη ευκολία. Ως εκ τούτου, οι Γερμανοί εκδήλωσαν ανοιχτό ενδιαφέρον για την απόκτηση αδείας κατασκευής του, κάτι που τελικώς δεν υλοποιήθηκε ποτέ.
To Ki-46-IΙΙ
Παρά την άνοδο της παραγωγής και τα ενθουσιώδη αποτελέσματα, η Αεροπορία Στρατού ζήτησε τον Μάϊο του 1942 κι άλλη αναβάθμιση του αεροσκάφους, ώστε να διατηρήσει την καθολική υπεροχή του επάνω από τον Ειρηνικό. Η νέα έκδοση ήταν το Ki-46-III, όπου σκόπευε σε νέα βελτίωση της τελικής του ταχύτητας στα 404 μίλια την ώρα, αύξηση της αυτονομίας πτήσεως στις επτά ώρες, καθώς και ενισχυμένο σύστημα προσγείωσης. Το πρώτο από τα δύο πρωτότυπα πέταξε τον Δεκέμβριο του 1942. Επίσης, προσετέθησαν κι άλλα διαφανή τμήματα, ενώ βελτιώθηκε περαιτέρω και η αεροδυναμική του γραμμή.
Το Ki-46-III έφερε τους κινητήρες Ha-112-II, με άμεσο ψεκασμό καυσίμου, όπου η ισχύς των 1.250 ίππων έδινε μια τελική ταχύτητα των 391 μιλίων την ώρα στα 19.000 πόδια. Τα ατρακτίδια χρειάστηκε τώρα να αλλάξουν ώστε να χωρέσουν τους νέους, μεγαλύτερους κινητήρες. Οι δεξαμενές καυσίμου επανασχεδιάστηκαν, με την κύρια να βρίσκεται στο ρύγχος και να προστίθεται μία ακόμη, αφαιρούμενη, στην κοιλιά της ατράκτου. Το πίσω πολυβόλο αφαιρέθηκε εντελώς, αφού αποδείχτηκε αναποτελεσματικό. Η καλύπτρα του πιλοτηρίου επίσης τροποποιήθηκε, δίνοντας στο Ki-46-III μια ακόμη πιο κομψή αεροδυναμική εμφάνιση. Υπήρξε βέβαια περιορισμός στις μονάδες κατασκευής, καθότι η παραγωγή των Ha-112-II γινόταν με πολύ αργούς ρυθμούς, γιαυτό και η Mitsubishi συνέχισε να παράγει παραλλήλως το Ki-46-II.
Τα πλεονεκτήματα που προσέφερε το Ki-46 άρχισαν να εξασθενούν προς τα τέλη του 1943, διότι οι σύμμαχοι, με καλύτερα μαχητικά και πιο εξελιγμένα ραντάρ, ξεκίνησαν να καταδιώκουν, επιτυχώς πλέον, τον μέχρι πρότινος άπιαστο εχθρό. Προτάθηκε ως αντικαταστάτης του το Tachikawa Ki-70, ένα project που έτρεχε από το 1939. Όταν όμως το 1943 πέταξε το πρώτο πρωτότυπο, αποδείχθηκε ότι οι επιδόσεις του ήταν υποδεέστερες εκείνων του Ki-46, οπότε το πρόγραμμα εγκαταλείφθηκε ολοσχερώς. Η Mitsubishi, από πλευράς της, προσπάθησε να δημιουργήσει μια ακόμη πιο βελτιωμένη έκδοση, το Ki-46-IV, το οποίο ήταν βασικά ένα Ki-46-III με κινητήρες Ha-112-II Ru. Κατασκευάστηκαν συνολικώς τέσσερα πρωτότυπα με το πρώτο να δοκιμάζεται τον Φεβρουάριο του 1944. Η απόδοση σε μεγάλο υψόμετρο κρίθηκε αξιόλογη, αλλά οι κινητήρες προβληματικοί. Συν τοις άλλοις, σε εκείνη την κρίσιμη καμπή του πολέμου, δεν υπήρχε δυνατότητα εκτενούς παραγωγής του. Συνεπώς, προς τα τέλη του 1944 και τις αρχές του 1945, η άμυνα των ιαπωνικών βάσεων στις Φιλιππίνες βασίστηκε στα Ki-46-II και Ki-46-III.
Νεότερες εκδόσεις
Επειδή η ευελιξία και ταχύτητα του Ki-46 ξεπερνούσε εκείνη του «δρακοφονιά» της Kawasaki Ki-45, έγινε σκέψη μετατροπών και χρήσεως του αεροσκάφους ως βαρέως μαχητικού ή ελαφρού βομβαρδιστικού, αλλά η πρόταση δεν προχώρησε. Το αναγνωριστικό της Mitsubishi στερείτο προστασίας στο κόκπιτ και τις δεξαμενές καυσίμου, ενώ ήταν βέβαιο πως η τοποθέτηση θωράκισης θα μείωνε αισθητά τις επιδόσεις του. Δεν συνέβη όμως το ίδιο με τη μετατροπή του σε αναχαιτιστικό μεγάλου υψομέτρου, κάτι που ανέλαβε να διεκπεραιώσει το Ινστιτούτο Αεροναυπηγικής του Στρατού τον Ιούνιο του 1943. Βασίστηκε στο Ki-46-III, όπου αφαίρεσε τις κάμερες, άλλαξε την καλύπτρα με νέα πιο κλασική και τοποθέτησε διπλό ρυγχαίο πυροβόλο Ho-5 των 20 χιλ. Ένα τρίτο πυροβόλο, Ho-203 των 37 χιλ., προσετέθη σε σταθερή βάση στη ράχη της ατράκτου για εμπρόσθιες βολές προς τα επάνω με γωνία 60 μοιρών. Το συγκεκριμένο σκόπευε σε επιθέσεις εναντίον βομβαρδιστικών από πίσω ή από κάτω, όπου ήταν και τα τα πιο ευαίσθητα σημεία τους.
Αυτό ήταν το Ki-46-III-Kai, το οποίο εμφανίστηκε τον Οκτώβριο του 1944. Τον επόμενο μόλις μήνα εστάλη σε Μοίρες μαχητικών για να αναλάβει δράση, αλλά γρήγορα απογοήτευσε, καθώς δεν διέθετε τις απαιτούμενες δυνατότητες να φτάσει σε μεγάλο υψόμετρο τα γρήγορα Boeing B-29 Superfortresses που είχαν αρχίσει να σκεπάζουν τον ουρανό της Ιαπωνίας. Ακόμη κι αν τα πρόφταινε, ήταν αρκετά εκτεθειμένο στον ισχυρό οπλισμό τους, μη διαθέτοντας την απαιτούμενη προστασία για να αντέξει τις ριπές τους. Τον Μάιο του 1945, όταν τα B-29 ξεκίνησαν τις νυχτερινές αποστολές σε χαμηλό υψόμετρο, το Ki-46-III-Kai κατέστη ουσιαστικώς πλήρως ανίκανο να τα αναχαιτήσει, αφού δεν διέθετε σχετικό ραντάρ.
Ένας από τους πολύ τελευταίους τύπους ήταν το Ki-46-IIIb που δημιουργήθηκε ως καταδρομικό. Η συγκεριμένη πρόταση έγινε αφότου τα συμμαχικά βομβαρδιστικά άρχισαν να βάλουν επισταμένως εναντίον νησιωτικών στόχων, οπότε η εισβολή χερσαίων δυνάμεων ήταν θέμα χρόνου. Στο αεροπλάνο προσαρμόστηκε ένα ρυγχαίο διπλό πυροβόλο των 20 χιλ., αλλά μόνο ελάχιστα βγήκαν από το εργαστάσιο της Mitsubishi πριν το πέρας του πολέμου. Υπήρξαν επίσης σχέδια και για ένα Ki-46-IIIc με ράγες στις πτέρυγες για τοποθέτηση βομβών, αλλά κανένα πρωτότυπο δεν ολοκληρώθηκε.
Τέσσερα πρωτότυπα Ki-46-IV κατασκευάστηκαν την περίοδο 1943-1944, τροφοδοτούμενα από τους Ha-112-II Ru που τους έδιναν ισχύ 1.500 ίππων. Επίσης διέθεταν ακόμη μεγαλύτερες δεξαμενές καυσίμου και καινούριο τούρμπο στροβιλοσυμπιεστή. Στα υπόλοιπα χαρακτηριστικά, ήταν απολύτως ίδιο με το Ki-46-III. Οι δοκιμές ξεκίνησαν τον Φεβρουάριο του 1944, και ο στροβιλοσυμπιεστής επέτρεπε τη διατήρηση των επιδόσεών του στα 26.250 πόδια. Τον Φεβρουάριο του επομένου έτους, δύο από αυτά πέταξαν από το Πεκίνο στη Γιοκότα καλύπτοντας μια απόσταση 1.430 μιλίων μέσα σε 3 ώρες και 15 λεπτά με μέση ταχύτητα τα 435 μίλια.
Ένα Ki-46 σώζεται στο μουσείο της RAF στο Cosford, αλλά δυστυχώς κανένα δεν είναι διαθέσιμο με δυνατότητα πτήσεως σήμερα.
