Рост объемов производства Ки-84 отрицательно сказался на качестве выпускаемых машин. Гидросистема истребителя постоянно "текла", моторы плохо заводились и не додавали мощности. Из-за низкого качества стали подламывались стойки шасси. Несмотря на тяжелую круглосуточную работу обслуживающего персонала, процент небоевых потерь постоянно рос.

В марте 1944 г экспериментальная эскадрилья с "Хаяте" была направлена на доукомплектование 22-го сентая, который и повел истребитель в первые бои в небе Китая. Всего за пять недель до переброски на Филиппины этот сентай показал, что "Хаяте" является серьезным противником для авиации союзников, обладая практически всеми достоинствами предыдущих японских истребителей и лишенный их недостатков. Уже на Филиппинах сражались десять сентаев с "Хаяте", пытавшихся вырвать инициативу из рук американцев. Но в условиях численного превосходства авиации противника, испытывая постоянные отказы топливной системы и гидравлики, "Хаяте" оказались бессильны повернуть вспять ход событий. Впервые Ки-84 использовались в качестве пикирующих бомбардировщиков.

Главной проблемой силовой установки самолета была частая потеря давления в топливной системе. Ее удалось решить с внедрением модификации двигателя с системой непосредственного впрыска топлива -Накадзима Ха-45 "модель 23". Но после налета на двигателестроительный завод в Мусаси, темпы производства Ки-84 покатились вниз, хотя предпринимались попытки организовать выпуск двигателя на подземном заводе в Асакаве и новом заводе в Хамамацу. В серии "модель 1А" тем временем была заменена на "модель 1В" с 20-мм пушками Хо-5 вместо крупнокалиберных пулеметов. Было выпущено и несколько самолетов "модели 1C" - специальных перехватчиков бомбардировщиков с установкой в крыле двух 30-мм пушек Хо-105 и двух синхронных 20-мм пушек Хо-5.

Для решения проблемы с дефицитом алюминия на Накадзиме был разработан "Хаяте"-КАИ с деревянной хвостовой частью и новыми законцовками крыла. Деревянные детали изготовлялись на заводе в Та^ нуме. На Накадзиме эта модификация называлась Ки- 84-11, но в войсках сохранила обозначение Ки-84-Ib и - 1с в зависимости от оснащения. Высотный вариант истребителя получил обозначение Ки-84-III. Истребитель должен был получить двигатель Ха-45 Ru с турбокомпрессором под фюзеляжем, но работы так и не были завершены до конца войны. Также не был построен специальный двухместный вариант "Хаяте", но в войсках на некоторых самолетах вместо бронеспинки и радиостанции ставилось второе место, правда, без двойного управления.

Хотя выпуск "Хаяте"-КАИ довольно удачно предвосхитил возможные трудности с поставками алюминия, министерство снабжения, предвидя дальнейшие осложнения с поставками сырья, приказало Тачикаве разработать цельнодеревянный вариант Ки-84. Для Тачикавы на "Одзи коку" в Ебецу были собраны три деревянных планера истребителя под обозначением Ки- 106. На Тачикаве они были оснащены двигателями Накадзима Ха-45 "модель 21". Эти самолеты отличались увеличенным килем и полированной поверхностью, покрытой толстым слоем лака. Первые испытания потребовали усиления обшивки, но в целом они оказались успешными. Первый Ки-106 был вооружен четырьмя 20-мм пушками Хо-5, но для экономии веса второй и третий самолеты несли только по две пушки. До конца войны на Тачикаве еще предпринимались попытки снизить вес Ки-106 перед запуском его в серию.

Среди ряда проектов на базе Ки-84, разработанных в последний год войны, был Ки-84Ы - высотный перехватчик с двигателем Накадзимы Ха-44 (Ха-219) мощностью 2500 л.с. Крыло имело увеличенную до 23,2 м² площадь. Самолет планировалось выпускать под обозначением Ки-117. Ки-84Р при том же двигателе должен был иметь крыло площадью 24,5 м². Однако вместо последнего был запущен более перспективный проект Ки-84Р - с установкой на планер Ки-84-I 2000- сильного мотора Ха-45 "модель 44" с двухскоростным трехступенчатым нагнетателем. Но дальше эскизного проекта дело опять же не пошло. На базе Ки-84-Ib под двигатель Ха-45 "модель 21" разработали истребитель Ки-113 с широким использованием стальных деталей: секция кабины, лонжероны фюзеляжа, шпангоуты и обшивка. Самолет был спроектирован в конце 1944 г, но после готовности в начале 1945 г так и не летал из- за явной перетяжеленности.

Последним летавшим вариантом Ки-84 стал Ки- 116 - четвертый выпущенный на Манею Ки-84-I с двигателем Мицубиси-62 (Ха-112-11) мощностью 1500 л.с. и трехлопастным винтом от Ки-46-III. Переделка оказалась успешной, экономия веса составила 450 кг, маневренность стала просто феноменальной, но до окончания войны истребитель все еще проходил испытания.

Несмотря на проблемы с производством и снижением его качества, "Хаяте" оказался лучшим японским истребителем в боях над Окинавой и при защите неба метрополии. Всего Накадзима и Манею поставили 3382 Ки-84. Этому даже не помешали массированные налеты американских В-29. После войны в 1946 г американцы провели сравнительные испытания Ки-84 с истребителями "Мустанг" P-51D-25-NA и "Сандерболт" P-47D-35. Учебные бои показали превосходство "Хаяте" в маневре. Правда, японский истребитель уступал в скорости пикирования, но горизонтальная скорость при весе 3400 кг и на чрезвычайном боевом режиме работы двигателя достигала на высоте 6000 м 683 км/ ч - на 5 км/ч больше, чем у "Мустанга", и на 35 км/ч, чем у "Сандерболта".

Тип: одноместный истребитель.

Двигатель: "армейский тип 4"(Ха-45 "модель 21") - 18-цилиндровый, воздушного охлаждения, взлетной мощностью 1990 л.с. и 1850 л.с. на высоте 1750 м.

Вооружение: две 20-мм крыльевые и две 20- мм синхронные пушки Хо-5.

Максимальная скорость: 631 (620) км/ч на высоте 6120 (6400) м.

Крейсерская скорость: 445 км/ч.

Время подъема на высоту: 5000 м - 5,9 (5) мин.

Потолок: 10500 (11000) м.

Дальность полета: нормальная - 1695 км, максимальная - 2168 км. Вес: пустого - 2660 (2948) кг, взлетный - 3613 (3900) кг, максимальный - 3890 кг.

Размеры: размах крыла - 11,238 м; длина - 9,92 (9,95) м; высота -3,385 (3,59) м; площадь крыла - 21 м².

В середине 1942 г техническое подразделение воздушного штаба армии направило Накадзиме спецификации на хорошо вооруженный высотный истребитель с максимальной дальностью полета до 3000 км. Довольно скоро японцы осознали нереалистичность такого задания и радиус действия истребителя с учетом 30 минут боя был сокращен до 500-800 км плюс резерв топлива на час полета. Максимальная скорость не задавалась, зато вооружение требовалось из двух 30-мм и двух 20-мм пушек. Окончательно соглашение о ТТХ будущего истребителя было согласовано в ноябре 1942 г, после чего был оформлен контракт на три опытных истребителя Ки-87 со сроком готовности между ноябрем 1944 г и январем 1945 г, а семь предсерийных машин следовало выпустить до апреля 1945 г.

Для нового истребителя был выбран двигатель Накадзима-11 (Ха-44) или Ха-219Ру мощностью 2500 л.с. с турбокомпрессором, смонтированным по правому борту самолета. Под капотом двигателя ставился 16- лопастный вентилятор для принудительного охлаждения. 20-мм синхронизированные пушки монтировались в корне крыла, а 30-мм пушки Хо-105 -в консолях. Кабина была герметичной. Уже в процессе работы по истребителю армия потребовала внести в его проект изменения, и, несмотря на противодействие Накадзимы, было решено, начиная с шестого опытного самолета, перенести турбокомпрессор под фюзеляж. Кроме того, Накадзима, начиная с третьего опытного самолета, планировала уменьшить редукцию двигателя с 0,578 до 0,431 и улучшить охлаждение мотора, повысив на десятом опытном самолете скорость вращения вентилятора - первоначально она была в 1,5 раза больше, чем у винта. Для размещения в крыле столь мощного вооружения и протектированных баков Накадзима решила использовать уборку стоек шасси с поворотом на 90° - по образцу истребителя Кертисса Р-40.