▲Ki-43上所安装的望远镜式瞄准具
在瞄准具后部， 4301号原型机采用了和Ki-27类似的水滴式座舱盖，不过座舱盖的后部为不透明的金属结构，飞机的无线电天线杆从座舱盖后部中间穿过。除此之外，4301号原型机的引擎罩内没有散热片的配置，而且螺旋桨的前端并未安装毂盖。以上这几点使得这第一架Ki-43和它所有的后续型号之间存在着极大的外观区别。
1938年12月12日，由一架Ki-27进行陪伴，中岛公司的飞行员四宫清驾驶着4301号原型机在太田市的尾岛机场进行了首飞。但结果令所有人感到心灰意冷：原型机性能无法达到陆军的基本要求，Ki-43的设计开始引发质疑。
Ki-43原型机性能表：
按照日本陆航的标准流程，一种新型飞机在研发初期通常要造出一定数量的原型机以供评测，根据试飞成绩来决定是继续飞机的发展抑或中止项目。根据这个制度，中岛公司在1939年2月交付了4302号原型机，一个月之后，4303号原型机出厂。
日本陆航的飞行员来到中岛公司，满怀希望地对这3架原型机进行了全面的试飞评测。对于30年代末期，习惯了飞轻巧灵活飞机的Ki-27飞行员来说，新型Ki-43的表现非常的糟糕：动作僵硬死板、对操纵反映缓慢迟钝。除此之外，Ki-43的重量相比它的前辈重上太多，起落架的收放相当不正常，驾驶舱视野不良的问题也让飞行员感到十分别扭。。。这些毛病综合在一起，让陆航飞行员对Ki-43的印象一落千丈。
▲从Ki-43驾驶舱外拍摄的照片，注意瞄准具后部拨动前端整流罩的开关
让Ki-43项目雪上加霜的是，中岛公司在试飞这3架原型机的同时，在Ki-27的基础上改造了一架代号为Ki-27改的试验机。Ki-27改装备有可收放的起落架，其性能要优于Ki-43上采用的型号。
现在，日本陆航的头头脑脑们开始有点犹豫了：既然改装后的Ki-27看起来已经颇有现代化战机的模样，那这个毛病缠身的新型Ki-43还有没有必要再发展呢？聆听试飞员的反映之后，他们的内心更举棋不定：日本陆航飞行员对战斗机的缠斗性能极为看重，他们早已习惯了敏捷灵活的Ki-27以及敞开式驾驶舱的布局，因此笨重呆滞的Ki-43原型机根本无法被他们所接受！
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