双発複座戦闘機は、後部の銃座で戦闘ができる利点と共に、単発機に比べパワーに余裕があるため、燃料をより多く積み、重武装にすることが可能です。
また、双発にした場合、武装を機体中心に集中して装備できるメリットもあります。
これに注目した各国は、長距離侵攻、援護、偵察、夜間戦闘などに使える機体の開発を1930年代中盤から開始しました。

昭和15年10月、陸軍は「屠龍」の前身であるキ45の不採用を決定し、改めてキ45の性能向上型を命じました。
また、川崎ではキ45の性能向上は望めないと判断した時点ですでに土井武夫技師を主務者としてキ48(99式双発軽爆撃機)の経験を取り入れた機体の開発に着手しており、キ45改として昭和15年9月に1号機が完成しました。

名前こそキ45の改良型の様ですが、全面的に設計が見直されており、別の機体といえる物でした。
キ45に比べ一回り大きくなり、主翼は楕円翼から直線テーパー翼に改められました。
胴体も生産性を考慮した簡潔な物にされました。
キ45改は最高速度が要求値を超えた他、上昇性能、航続距離などもキ45に比べ向上しました。

昭和17年2月、正式に採用され二式複座戦闘機としてデビューしました。
総生産数は1690機。武装等の違いにより甲、乙、丙、丁がありました。

丙型の胴体上面にホ5 20mm機関砲2門を装備したのが丁型です。
ホ5は前席と後席の間に32度の角度で装備し、上向き砲と呼ばれました。
機首にはホ203 37mm機関砲の装備したと考えられ、後席の旋回機銃を廃止した機体もありました。
丁型は夜間戦闘機として力を発揮しました。

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