四式戦闘機（よんしきせんとうき）は、第二次世界大戦時の大日本帝国陸軍の戦闘機。キ番号（試作名称）はキ84。愛称は疾風（はやて）。呼称・略称は四式戦、四戦、キハチヨン、ハチヨン、大東亜決戦機、決戦機など四式戦闘機「疾風」 - 時事通信社。連合軍のコードネームはFrank（フランク）。開発・製造は中島飛行機。
概要 thumb|right|250px|三面図 基本設計はオーソドックスな構成ながら、速度、武装、防弾、航続距離、運動性、操縦性をバランス良く纏め、設計段階で生産性も考慮された機体である。九七式戦闘機（キ27）、一式戦闘機「隼」（キ43）、二式戦闘機（二式単座戦闘機）「鍾馗」（キ44）と続いた、小山悌技師長を設計主務者とする中島製戦闘機の集大成とも言える機体である。
疾風の試作機は高度6,400 mにおいて624 km/hの速度を記録し、上昇力は5,000 mまで6分26秒、上昇限度12,400 mという性能で、特に速度は当時の陸海軍戦闘機の中で最も高速であった『決戦機疾風・航空技術の戦い』 碇義朗 光人社NF文庫 p156 。
四式重爆撃機「飛龍」（キ67）とともに重点生産機に指定され、総生産機数は基準孔方式の採用など量産にも配慮した設計から、1944年（昭和19年）中頃という太平洋戦争（大東亜戦争）後期登場の機体ながらも、日本軍戦闘機としては零戦、一式戦に次ぐ約3,500機に及んだ
帝国陸軍からは戦局を覆す「大東亜決戦機（大東亜決戦号・決戦機）」として大いに期待され、大戦後期の主力戦闘機として多数機が各飛行戦隊といった第一級線の実戦部隊に配備された。当時の主要戦線の全て（中国戦線、フィリピン戦線、ビルマ戦線）および日本本土防空戦に従軍し、対戦したアメリカ軍からも「The best Japanese fighter（日本最優秀戦闘機、日本最良戦闘機）」と評価された機体だったが、整備状況によるものの搭載した新型エンジンハ45（誉）の不調や、潤滑油・ガソリン（オクタン価）の品質低下、点火プラグやコードなどの電気系統の不良・不足、前線での整備力の低下などにより全体的に稼働率が低く、スペック通りの性能を出すのが難しかった。さらに、それまでの日本軍戦闘機とは機体特性が異なるためパイロットには戦術の転換が必要になるなど、大戦後半に登場した陸海軍機の多くと同様、運用側でも評価の分かれる機体である。
開発経過 1941年（昭和16年）12月29日、キ44（のちの二式戦）の発展型として中島に対し、最高速度680 km/h以上、20mm機関砲2門・12.7mm機関砲2門装備、制空・防空・襲撃など、幅広い任務に使用可能な高性能万能戦闘機の開発指示がなされた。当初はキ44の2,000馬力級エンジンハ145搭載型であるキ44-III（計画のみという説と少数機試作されたとの説『日本陸軍海軍航空機完全ガイド』32頁によると「二式戦闘機三型甲はエンジンに2,000馬力級のハ145を搭載、四式戦闘機と同じ主翼を持ち、兵装を20mm機関砲に強化した「鍾馗」の最終型で、試験飛行も実施されたが、すでに四式戦闘機の量産が始まっていたため採用されなかった。さらには一部兵装を37mm機関砲2門に換装した三型乙も作られたとされるが、詳細は明らかではない。」がある）をベースに翼面積を増やして着陸を容易にし、燃料搭載量を増して航続距離を伸ばし、強力なエンジンにより速度・上昇力の向上を狙ったものになる予定であった。
しかし、キ84は最初から広大な太平洋戦域で運用される事が決まっていたため、更なる航続距離の伸長が求められ、燃料搭載量の増加とともに翼面荷重を計画値の155 kg/m2に収めるために翼面積の拡大を余儀なくされ、2,700 kg程度と目されていた全備重量は3,000 kgを優に越える見通しとなった。それに対応して翼面積を増やすとまた重量が増加するという悪循環に陥り、特に主翼の設計は難航した。さらに、前線からの要求で防弾・防火装備、武装の強化なども必須となり、これも重量が増加する一因となった。
結局主翼面積は計画値の17.4 m2から最終的に21 m2となり、予定していた全備重量が実機の自重になってしまう程だったが、紆余曲折を経てようやくキ84の設計はまとまり、1943年（昭和18年）3月に試作1号機が完成、4月に初飛行した。陸軍側で初めてキ84を操縦した陸軍航空審査部飛行実験部戦闘隊（旧飛行実験部実験隊戦闘機班）キ84審査主任（テストパイロット）岩橋譲三少佐は、「これはいける」と笑いながら述べ、設計主務者小山以下の開発スタッフが感涙に咽んだエピソードがある。試験飛行は1〜3号機までは比較的順調に進み好成績を収めたが、量産型のハ45を搭載した4〜7号機ではエンジンとプロペラのトラブルに悩まされ、特にエンジンに関しては試験期間中最後まで解決しなかったと伝えられる。
問題を抱えながらも一刻も早い実用化と生産体制の整備を目的に、また審査部のテストパイロットである荒蒔義次少佐の進言もあり、増加試作機は10機以内という従来の方針を転換して審査と試作を併行して進めた結果、制式前に100機を超える大量の増加試作機が生産された『万有ガイド・シリーズ5 航空機 第二次大戦II』176頁によると「初期の増加試作機として発注された83機の最初のものが、評価のために技術部隊に納入された。」，安東亜音人『帝国陸海軍軍用機ガイド』232頁によると「(前略)100機余の増加試作機を作らせて審査を急ぎ、昭和19年((1944)4月、四式戦闘機として制式採用を決めた。」。1944年（皇紀2604年）4月にキ84は四式戦闘機として制式採用され、順次、中島太田工場・宇都宮工場で量産が開始された。
中島では1942年からキ84より航続時間を延長し、大型排気タービンで高高度性能を向上させたキ87を開発していたが、トラブルの多発やキ84の開発を優先したことで計画は遅れ終戦に間に合わなかった。
愛称 250px|thumb|right|四式戦「疾風」初公開時の写真。73Fの部隊マークとして垂直尾翼に「赤色の3本ストライプ」、方向舵下端を「黄色の中隊色」で塗り分け、さらに機体番号（第491号機）下二桁の「91」を描いた飛行第73戦隊の四式戦一型甲（キ84-I甲） 1944年10月、四式戦は所沢陸軍飛行場において各報道関係者に初公開された。公開された機体は飛行第73戦隊に所属し第73戦隊は多数の四式戦部隊のうちの一つとして同年5月に編成。以降は錬成や防空にあたり12月には捷号作戦のためにフィリピンへ進出、第71戦隊・第72戦隊などともに第21飛行団を構成し従軍した。、無塗装銀地に部隊マークや機体番号などを描いた実戦機であり、この際に写真撮影された機体（右掲画像）は最初期量産型である第491号機であった。
さらに愛称は「隼（一式戦）」、「鍾馗（二式戦）」、「屠龍（二式複戦）」、「飛燕（三式戦）」といった各新鋭戦闘機に次ぐものとして日本全国から募集された。中でも多くの票数を占めかつ陸軍省選定の結果「疾風」（はやて）の名が選ばれた。1945年（昭和20年）4月11日付の各新聞にて「殊勲を樹てている陸軍最新鋭戦闘機」「疾風のごとく敵に襲いかかるわが戦闘機の雄姿を讃ふにふさわしい名前」という賛辞が交えられつつ、実戦部隊所属機の写真付きで発表されている『疾風』と命名 陸の最新鋭戦闘機『大阪毎日新聞』1945年4月11日。
四式戦「疾風」は「帝国陸軍の新鋭戦闘機」として国民に知られた存在であり、一式戦「隼」の宣伝に代表される広報活動に対する陸軍の関心の高さも相まり、「疾風」もまた各メディアで登場することになる。例として、1945年7月1日公開の日本ニュース第254号では『陸の猛鷲「疾風」戦闘機隊 神州犯す醜翼に挑む我等が決戦機隊』と題し、軍歌『疾風戦闘隊の歌』をBGMに、機体番号を派手なフォントで大きく垂直尾翼に描いた明野教導飛行師団教導飛行隊所属の四式戦数十機の映像（地上駐機時や操縦席、4機編隊からなる小隊離陸や低空飛行シーン）が使用されている。なお、この日本ニュース第254号『征空部隊』号は海軍の雷電と前後でセットになっており、また大戦最末期の公開のため第二次世界大戦最後の日本ニュースとなっている次号・第255号は9月6日公開の『聖断拝す 大東亜戦争終結 昭和二十年八月十四日』という敗戦を報道するものであった。。
コードネーム 本機に付けられた連合軍のコードネーム「Frank（フランク）」の由来は、当時フィリピンで鹵獲した当機をテストしたアメリカ陸軍航空軍のチームの長、フランク・マッコイ大佐が、優れた性能を持つ敵機に自らの名を呈上したものだと伝えられる。
マッコイはコードネームを付与する部門の責任者でもあり、自分の名前を有力な戦闘機に付けたいと願い、一旦「三菱陸軍零式単座双発戦闘機（Mitsubishi Army Type 0 Single-seat Twin-engine Fighter.）」（架空の機体）に与えたが、のちにそれを取り上げて四式戦に割り当てた、ということになっている。「三菱陸軍零式単座双発戦闘機」には代わりに「Harry（ハリー）」という名が与えられたという"JAPANESE AIRCRAFT Code Name & Designations" Robert C. Mikesh, Schiffer Military/Aviation History, 1993（フランク・マッコイ陸軍少将の序文付）。
技術的特徴 thumb|right|250px|垂直尾翼に11Fの部隊マークである「稲妻（雷）」を「中隊色の白色」で描いた飛行第11戦隊の四式戦一型甲（キ84-I甲） 機体設計 四式戦は2,000馬力級戦闘機としては極めて小型、軽量に設計されている。基本的に一式戦・二式戦の延長線上にあり、機軸と前縁が直交し後縁が前進する主翼や、水平尾翼より後方にある垂直尾翼、蝶形フラップ蝶形フラップは円弧の一部を切り落としてあり、一見そうは見えない。、前後で分割する胴体など、中島製戦闘機の特徴を有している。ただし、一式戦・二式戦がエンジンの後方から急速に絞られた胴体を採用しているのに対し、四式戦ではここでの乱流発生を警戒して徐々に細く絞った胴体形状を採用しているのが特徴となる。生産性に配慮しているのも特徴で、一式戦・二式戦と比較して生産時間が2/3ほどに減少している。
生産性を除くと四式戦の機体設計は一式戦・二式戦とあまり変わり映えのしないものであったが、九七戦・一式戦では軽く設定されていた操縦系統が意図的に重く設定されている。従来の軽い操縦系統は急旋回を行えるためその際にかかる荷重に対応して機体強度を高くしなければならず、強度確保のために機体重量が増加し、結果として飛行性能が低下するという悪循環が起きていた。そこで、急旋回を難しくすることで機体強度を低く設定して機体の軽量化を図り、速度や上昇力の向上につなげるという意図の元に重い操縦系統が採用されている逆説的だが軽量化される分だけ旋回性能も向上する。。これは陸軍（准尉）から中島のテストパイロットに転出した吉沢鶴寿の意見を取り入れたものと推測される。以下に機体設計時に吉沢が述べた意見である。
しかし日本軍のパイロットは鹵獲したソ連空軍のI-16やLaGG-3に対してもテスト時に操縦桿が重いという評価を下すなど、九七戦から続く軽い操縦桿を前提としていた。特にベテランからは「いざというときに敵弾を回避できない気がする」「座敷のような広い主翼のついた、押しても引いてもびくともしない戦闘機」「何をしてもできるが、何をしても大したことがない戦闘機」と不評を投じる向きもあった。このため四式戦では急旋回を多用する従来の格闘戦を行い難くなり、速度を活かした一撃離脱戦法を中心とした戦術を用いなければ本来の能力を活かせなくなった。
上記、昇降舵の重さについては設計主務者である小山悌、テストパイロットの吉沢鶴寿、計画課長の内藤文治は雑誌『航空情報』上の対談において戦後、以下のように述べている。
初め四式戦に搭乗した脇森降一郎大尉は「力一杯操縦桿を引っ張って、ようやく思い通りの運動をする」と操縦性能の重さに戸惑ったと回想する。しかし速度、上昇限度、武装は当時の陸軍機の中で最高の性能であった『月刊誌「丸」2023年6月号』『別冊付録 四式戦闘機「疾風」証言集』p85。多数製作された試作機により編成された飛行第22戦隊は1944年8月に中国・漢口に派遣され、その優秀な性能により米空軍のP47、P51戦闘機などと互角に戦うことができた『決戦機疾風・航空技術の戦い』 碇義朗 光人社NF文庫 p200。 その後、1944年9月末に第22戦隊は本土に戻り新しい四式戦を受領したが、脇森隆一郎大尉は今まで使用していた試作機キ84よりも性能が低い故障の多いものであったと語る『月刊誌「丸」2023年6月号』『別冊付録 四式戦闘機「疾風」証言集』p88。
戦争末期の日本機は粗製濫造による性能低下と不良品が著しく増加した。1944年2月に生産された陸海軍機約1200機で実際に第一線で使用可能だったのは、その3分の1であった。これに対し審査部の今川一策少将らが軍需省に抗議し、生産数を引き下げてでも品質を向上することを要求したが、軍需省は増産を主張し批判を受け付けなかった『決戦機疾風・航空技術の戦い』 碇義朗 光人社NF文庫 p251。
1944年10月に台湾で対戦した敵戦闘機は主としてグラマンF6Fヘルキャットであった。飛行第11戦隊附四至本廣之烝大尉は、F6Fは四式戦より優秀で、特にスピード、上昇力、加速性能に優れており、旋回性能はほぼ同等であった、と回想する”敵機の性能”『戦史叢書・沖縄・台湾・硫黄島方面－陸軍航空作戦』 防衛庁戦史室 朝雲新聞社 p208 p633。
試作機は優れた高高度性能を発揮していた四式戦だが「末期には8,000 mくらいでアップアップしているようなまことに悲惨な状況であった」『設計者の証言』下巻 別冊航空情報 酣燈社 p100。第18戦隊の竹村訟二大尉は「バランスがとれていて高高度性能のある一式戦三型のほうが、ずっとまし」という判断であった。四式戦の量産機は粗製の傾向となり、エンジン出力が落ちて機体のみ重い、歓迎されざる飛行機に変わっていた。「大東亜決戦機」の名はすでに過去のものとなっていた『液冷戦闘機「飛燕」・完全版ー日独融合の動力と火力』 渡辺洋二 光人社NF文庫 p345。
1945年5月より福生の陸軍航空審査部に配属された檜興平大尉は五式戦闘機について、最高速度は同等だが上昇力、旋回性能、信頼性など、ほとんどの面で四式戦を上回っていたと語る『陸鷲戦闘機ー制空万里！翼のアーミー』 渡辺洋二 光人社NF文庫 p217。
背の低い垂直尾翼は下膨れ型内藤子生 飛行力学の実際 日本航空技術協会 P.65と言われ、プロペラ後流の悪影響を軽減する手法のひとつである。プロペラ後流は螺旋状に回転しており垂直尾翼を横から叩いて機首を偏向させるが、これは外周側ほど強力であり、垂直尾翼の面積重心をプロペラ軸に寄せる事でその影響を小さくできる。欧米の単発戦闘機の垂直尾翼は背が高いがプロペラ軸を数度下向きダウンスラスト。高迎角時など、斜め風を受けるプロペラの左右面推力差の軽減にも有効。にして同様の効果を得ている。また、離陸滑走から浮揚への迎角変化の際、垂直尾翼へのペラ後流の当たり方が急変し、逆の当舵で修正が必要な瞬間があるが、操作が遅れると機首を急激に振られやすい。この現象はヒッカケラレと呼び、これの軽減にも上記対策が有効である内藤子生 飛行力学の実際 日本航空技術協会 P.66。
エンジン
搭載エンジンであるハ45はハ25/ハ115（海軍名「栄」）の18気筒版とでも言うべきものであり、当時、欧米に水をあけられていたエンジン技術の格差を埋めるべく、ハ25と殆ど同じ前面面積で約2倍の出力を目指した新世代エンジンであった。やや無理な小型化が行われたためエンジン各部の余裕が少なく、「芸術品」と評されるほど繊細な部分があったとされる。このため大戦末期の量産時には、初期故障の頻発の上に、1943年11月に合理的な兵器の大量生産を実現させる目的で設立された軍需省が、中島飛行機の多摩製作所と武蔵野製作所（前者は海軍用発動機、後者は陸軍用発動機をそれぞれ生産していた）を統合したが、既にこの2つの工場は陸海軍用に別個に生産を行う大工場として機能していた為に、この統合は生産管理能力の限界を超えてしまった。結果として完成品の検査体制が疎かになり、製造時の不具合も発見されないままに問題を抱えた発動機が陸海軍に領収されてゆく事態となり、額面通りの性能が発揮できないものが多発した。この事態に陸海軍や中島が手をこまねいていたわけではなく、可能な限りの対策が取られている。なお、1944年に海軍に納められた誉のベンチテストの結果が、カタログ値より数割低かったという証言がある。
ハ45は高品質の100オクタンガソリンの使用を前提に設計されたが、対外情勢の悪化に伴い入手が困難となったため、91オクタンガソリンに水メタノール噴射を行うことで100オクタンガソリンと同様の効果を得られる様に設計変更された。反面この水メタノール噴射の調整が難しく、ハ45の不調原因の一つとなっている（一式戦三型や雷電においても同様の不調が発生している）。因みに「陸軍は87オクタンガソリンが精々で実態はそれ以下」とする説もあるが、本土だけでなく南方に展開していた実戦部隊の記録には最低限の需要を満たす程度の91オクタンガソリンは安定的に供給されていたことが記されており、87オクタンガソリンで飛んだという証言も「後方で実用機を転用した練習機に使えるかどうか試してみた」や「実戦でも使えないか試験的に入れて飛行してみた」という記述がほとんどである。つまり、陸海軍を問わず、練習機を除く第一線の実用機には91オクタンガソリンが使用されていたことになる。しかし、飛行第47戦隊で整備隊長を務めていた刈谷正意大尉は自著で「これ（ガソリン）自身も果たして充分にその性能を発揮していたか疑わしい」と述べており、「燃料の性能が額面割れ」していた可能性も全く無いとは言えない。海軍の誉搭載機である銀河を運用した元攻撃第405飛行隊長の鈴木瞭五郎大尉も「当時のA91G（航空91揮発油）はA87G（航空87揮発油）程度、またA87GはA85G（航空85揮発油）程度の質に低下」と燃料についての実情を証言している『保存版 銀河/一式陸攻 軍用機メカ・シリーズ13』「知られざる銀河部隊の戦跡」（雑誌「丸」編集部，光人社，1994年）P121。
「ハ45（誉）」の運転制限 1943年7月1日と10日の2回、審査部のある多摩陸軍飛行場で行われた飛行実験機材によれば、「供試機体キ84第3号機」「発動機ハ45特」とある。中島の技術報告書によると、ハ45特は離昇2,000馬力のハ45（海軍名誉二一型）より先行して開発されていた離昇1,800馬力の誉一一型と同じになっている。つまり四式戦の初期試作機が搭載していたハ45特は誉一一型とほとんど同じものということである。なお、ハ45特と離昇出力2,000馬力のハ45の性能差は、不具合への対策による運転制限によるものである。この運転制限はキ84の操縦参考書にも「ハ45特と同等の水準に運転制限を行う」と明記されている。なお、1944年末になっても、ほぼ同一エンジンの紫電改の操縦参考書において「制限解除の見通しが立ちつつある」と述べられていることから、かなりの長期間運転制限が行われていたのは確かである関連で烈風の審査時に、中島側はエンジン不良の原因について「誉の出力が一番出ていない時期だった」と述べており、この頃、海軍でベンチテストした際の性能低下の結果とも一致する。「誉」発動機を搭載した高速偵察機「彩雲」は、試作機では高度6000 m において時速625kmの速度を発揮したが、量産機では時速565kmに低下していた。『悲劇の発動機「誉」』前間孝則 草思社 p164。
昭和18年9月、大本営は航空機大増産計画を打ち出し、昭和19年度（1944年）の航空機生産数を5万機と決定した。これは達成不可能な数字であったが現場は命令に従うしか無かった。精密機械である「誉」発動機について、軍は生産数向上のため、未熟な作業員でも生産できるよう作業方法を簡略化し部品の精度を低下させた。戦局の悪化によりニッケル、モリブデン、タングステン、などの資源が乏しくなり、粗悪な代用品を使うよう命令された。こうしたことにより「誉」発動機の性能と信頼性は著しく低下していった 『悲劇の発動機「誉」』前間孝則 草思社 p158 「飛行機は50時間も飛べば消耗するから、この時間だけ使えるものならそれでよいと云う思想が昭和19年の初め頃から中央において持たれた...せめて100時間も飛べる飛行機が欲しかった。基地まで空輸する間のわずか1時間か2時間で、あちこちが壊れてしまうのであった。...終戦直前の状況は工場生産機の約30パーセントがどうやら使用できるもので、軍需省生産計画の不適切な机上計画を如実に物語るものであった。」(”『日本航空学術史』”『悲劇の発動機「誉」』前間孝則 草思社 p163）。 プロペラ 大出力のハ45に対応すべくプロペラも一式戦や零戦に使われていたハミルトン・スタンダード製の油圧式可変3翅（海軍向けは住友金属、陸軍向けは日本楽器製造が生産）このプロペラは第二次世界大戦の直前には多くの機体に使われていたが、アメリカでは既に改良型や新型が登場していた。一〇〇式司令部偵察機三型ではピッチ変更範囲を拡大した独自改良型を採用している。から、よりピッチ変更角度が大きいフランスのの電動可変4翅（日本国際航空工業がライセンス生産権を得ていた）の採用を検討したが、当初ピッチ変動速度が遅く戦闘機には不向きとされた。日本国際航空工業では変動速度を毎秒1.2度から13.2度とした改良型「ペ32」の開発に成功し、戦闘機へも搭載可能となったやまももの木は知っている ヤマハ発動機創立時代のうらばなし - ヤマハ発動機の技と術 - ヤマハ発動機。しかし日本では電動可変機構の経験が少なく、変節速度が早過ぎてハンチングやエンジンの過回転といった問題が発生し、最終的には電動機の電力を半減して動作速度を落とす（毎秒13.2度から6.6度）ことで一応の解決を見たが、現場の整備員にも不慣れな者が多く不安定な部品精度と相まって故障が相次ぎ、エンジンと並んで四式戦が不調となる元凶となった。日本楽器製造では故障の原因となっていた電動部分を、自社がライセンスを生産権を得ていたユンカース社の油圧式可変プロペラの機構で置き換えた「ぺ・33」を試作し四式重爆撃機へ搭載する予定だったが終戦には間に合わなかったやまももの木は知っている ヤマハ発動機創立時代のうらばなし - ヤマハ発動機の技と術 - ヤマハ発動機。
四式戦に採用されたプロペラブレードは直径3.05 mの4翅で、諸外国の2,000馬力クラスの戦闘機も3.6 - 4.0 mが中心であるなど比べると小さい。これが上昇力や最高速度の発揮を難しくしたと言われている。同時期に海軍の紫電/紫電改に採用されたドイツのVDM社製電動式のガバナーを採用した定速4翅プロペラ。住友金属でライセンス生産されたが雷電では振動問題が発生するなどブレードの形状や重量に影響を受けやすい制約があり採用例は少ない。のプロペラが直径3.3 m、同じ中島製の彩雲が3.5 mを採用したことから、機体を小型にまとめようとするあまり、小径のプロペラを採用したことを悔やむ意見も後年多く出されている。中島では設計段階で「プロペラ効率76 %で、最高速度660 km/h」と試算したものの実機の最高速度は624km/hであり、6000ｍまでの上昇時間は8分00秒「キ84」（疾風）操縦マニュアル 昭和19年1月3日 陸軍航空審査部編 月刊『丸』2018年2月号別冊付録 p109と重い3座機の彩雲8分09秒にほぼ並ばれている”艦上偵察機彩雲開発プロセス”元中島飛行機彩雲性能課長・内藤子生 光人社NF文庫 軍用機開発物語 P182。
同じペ32を採用した試作高高度防空戦闘機のキ94は、上昇力と高高度性能を重視し直径4 mのブレードを採用している。
最高速度 thumb|right|250px|1945年、アメリカ軍によって鹵獲された四式戦と連合軍戦闘機との編隊飛行。手前よりシーファイア（スピットファイア）、四式戦「疾風」、F6F-5 ヘルキャット、P-51D「マスタング」。 四式戦の最高速度は、審査部の岩橋少佐が高度5,000 mで記録した陸軍最高速の624 km/hが広く知られている。テストパイロットの吉沢鶴寿氏によると試作機に100オクタンガソリンを使用したところ最高速度640 km/hを発揮した（『悲劇の発動機「誉」』 p207）。また船橋中尉は試作4号機で高度6,120m、ブースト圧＋350mm､回転数3,000rpm、重量3,794kgという条件で631km/hを記録した（『日本軍用機航空戦全史』第四巻 秋元実著 P25）。しかし、その後の四式戦の量産型では試作機のような性能は発揮されずテストパイロットの吉沢鶴寿氏によると量産機の最高速度は580 km/h程度であった『悲劇の発動機 誉』 前間孝則 草思社 p207。五式戦や紫電とほぼ同等の速度である。
アメリカ軍はフィリピンの戦いで鹵獲した飛行第11戦隊所属であった第1446号機（1944年12月に製造された量産機）を使い、戦後の1946年（昭和21年）4月2日から5月10日にかけて、ペンシルベニア州のミドルタウン航空兵站部(Middletown Air Depot)で性能テストを行った。
100オクタン/140グレードのガソリンとアメリカ製点火プラグを使用した四式戦は、武装を取り除いた重量の状態で（四式戦の正規全備重量は3,890 kg）、高度においてを記録した。これは同高度におけるP-51D-25-NA マスタングおよびP-47D-35-RA サンダーボルトの最高速度よりも、それぞれ3 mph（5 km/h）および22 mph（35 km/h）優速であったR. J.FRANCILLON"Japanese Aircraft of the Pacific War"(New Edition 1979,London,ISBN 0-370-30251-6)p.236。しかし、この高度6,096 mでの最高速度が全高度における四式戦の最高速度であり、それ以上の高度では速度が落ちてしまうのでhttp://www.wwiiaircraftperformance.org/japan/Ki-84-156A.pdf、高度7,600 mで最高速度703 km/hを出せるP-51Dや、9,145 mで最高速度697 km/hを記録するP-47Dに対して必ずしも優位に立つものではない。
1945年3月作成のアメリカ軍資料 "Manual on Japanese aircraft, TAIC No. 1" によると、高度20,000 ftで約、高度30,000 ftで約、試験条件は重量、緊急戦闘出力運転となっている。ただし、この資料の冒頭には "Except where otherwise stated, performance figures represent estimates of the Technical Air Intelligence Center and have been calculated after a careful analysis of information derived from intelligence, captured equipment, drawings, and photographs, using power ratings derived from the same sources."（特に明記されていない限り、性能の数値は技術航空情報センターの推定値であり、情報、捕獲した装備、図面、写真から得た情報を慎重に分析した後、同じ情報源から得た出力定格を用いて算出したものである。）とあり、四式戦闘機の場合も実際に飛行させて計測された最大速度ではない。
武装