En 1937, le commandement japonais a émis une demande pour un chasseur bimoteur. Deux prototypes furent construits, et ils volèrent en mai 1941. Des avions de pré-séries furent testés au combat contre les "tigres volants", mais les essais furent désastreux. Kawasaki a donc modifié son appareil pour donner naissance au Ki-45 KAIa. Le Toryu atteignait la vitesse maximale de 547 km/h, grâce à ses deux moteurs Mitsubishi Ha-102. Le Kawasaki Ki-45 se montra très efficace surtout dans les attaques au sol, et la lutte anti-navire. Kawasaki décida en 1942 de fabriquer une version d'assaut, et il resta très efficace dans les attaques au sol, mais aussi contre les bombardiers américains. Mais, les américains continuaient leur progression, et le 27 mai 1944, les japonais ont utilisé 4 des Ki-45 comme avion kamikaze. En mars 1944, Kawasaki sorti la version de chasseur nocturne, mais ne disposant pas de radar, les missions furent très difficiles. Le Ki-45 Toryu fut construit jusqu'à la capitulation japonaise en 1945, il fut produit à 1700 exemplaires.
Le Kawasaki Ki-45 Toryu fut construit dans plusieurs versions tout au long de sa carrière :
- Les prototypes très différents de la série, moteurs Nakajima Ha-20b 9 cylindres
- Les deux prototypes à moteur Nakajima Ha-25, 14 cylindres de 1050ch
- Le KAIa qui était équipée de deux moteurs Mitsubishi Ha-102, 14 cylindres de 1080cv, de 2 mitrailleuses Ho-103 de 12,7 dans le nez et 1 canon Ho-3 de 20mm ventral enfin une mitrailleuse arrière type 89 de 7,7mm
- Le KAIb, la version KAIa avec un canon Type 94 de 37mm ventral
- Le KAIc est la version qui servit pour la lutte navale, le canon de nez est modifié en Ho-203 de 37mm
- Le KAIc, la 2e série : le nez est rallongé et aplati caréné autour du canon Ho-203
- Le KAId est identique au KAIc de la 2e série, mais 2 canons Ho-5 sont rajoutés sur le dos de l'appareil
- Le KAId, certains avions allégés et désarmés ont été utilisés pour percuter les B-29
- Le Ki-45-II fut un projets à moteurs Mitsubishi Ha-112-II de 1500ch qui deviendra le Ki-96 puis le Ki-102
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