В задании требовалось, чтобы новый бомбардировщик мог действовать без истребительного прикрытия, рассчитывая в первую очередь на высокую скорость и мощное оборонительное вооружение. Скорость задавалась в 500 км/ч (на 15% выше, чем у Ки-21), дальность полета - до 3000 км, бомбовая нагрузка - в 1000 кг. Оборонительное вооружение должно было состоять из 20-мм пушки в верхней башне и нескольких 7,7-мм пулеметов, в том числе в хвостовой башне. Экипаж должен получить бронезащиту, а топливные баки - протекторы.
Накадзима использовала в работе над проектом Ки-49 своих ведущих инженеров: Нисимуру, Итокаву и Кояму. Последний был ответственным за проект. Разработка бомбардировщика началась летом 1938 г. Когда в 1937 г армия отдала предпочтение Мицубиси Ки- 21 вместо самолета Накадзимы Ки-19, работники последней фирмы смогли ознакомиться с техническими особенностями победителя конкурса, так что они хорошо представляли самолет, который им следовало превзойти. При проектировании бомбардировщика особое внимание уделялось обеспечению хорошей управляемости. Для этого была выбрана схема среднеплана с крылом необычно малого удлинения, что обеспечило хорошую управляемость и маневренность на средних и малых высотах. Причем хорда центроплана была больше, чем хорда консоли сразу за мотогондолой, что позволило разместить в центроплане шесть протектированных топливных баков и снизить общее воздушное сопротивление. Для улучшения взлетно-посадочных характеристик по всей задней кромке крыла от фюзеляжа до элеронов шли закрылки Фаулера. Два топливных бака и один маслобак в каждой консоли были протектировыны. Оборонительное вооружение состояло из 20-мм пушки в левой части верхней башни и четырех 7,7-мм пулеметов "тип 89" в носовой, нижней, бортовых установках. Кроме того, такой же пулемет был в хвостовой башне - первой установке такого рода в японской армейской авиации. Бомбоотсек шел практически по всей длине центроплана.
Первый опытный самолет N 4901 был готов и полетел в августе 1939 г. Он был оснащен двумя двигателями воздушного охлаждения Накадзима Ха-5 КАИ взлетной мощностью 950 л.с. и 1080 л.с. на высоте 4000 м. Винты были трехлопастные, изменяемого шага. Этот самолет использовался в первую очередь для оценки управляемости и понравился строевым пилотам, отмечавшими хорошую маневренность. Второй и третий опытные самолеты получили уже проектные 1250-сильные двигатели Накадзима Ха-41. Они были готовы в конце 1939 г. Следующие семь опытных машин, выпущенных в 1940 г, отличались от них только установкой винтов-автоматов. Эти десять машин использовались в довольно продолжительных испытаниях, потребовавших только незначительных доработок бронезащиты и размещения экипажа, после чего в марте 1941 г самолет был принят на вооружение под обозначением "тяжелый бомбардировщик армейский тип 100 модель 1" (Ки- 49-1).
Во время проведения испытаний Ки-49 из Китая пришли тревожные известия о тяжелых потерях бомбардировщиков "тип 97", особенно при отсутствии истребительного прикрытия. Подобно тому, как на базе американских тяжелых бомбардировщиков Боинг В-17 и Консолидейтед В-24 были созданы эскортные бомбардировщики YB-40 и YB-41, инженером Накадзимы Мацумурой был создан на базе Ки-49 эскортный истребитель Ки-58. С декабря 1940 г по март 1941 г выпустили три опытных самолета под двигатели Накадзима Ха-109. На них вместо бомбоотсека ставилась гондола стрелка, усиливалась защита экипажа, а вооружение состояло из пяти подвижных 20-мм пушек Хо-1 и двух 12,7-мм пулеметов Хо-103. Предполагалось, что такие машины должны были прикрывать с флангов соединения Ки-49, но с появлением "истребителя тип 1" - "Хаябуса" проблема была решена без применения столь экстроординарной меры.
В октябре 1941 г были выпущены два опытных Ки-80 - самолеты-лидеры на базе Ки-49, но в серию они не пошли, а использовались для доводки 2420-сильных двигателей Накадзимы Ха-117.
Серийные Ки-49-I "Донрю" (Штормовой дракон) были практически идентичны семи машинам установочной партии. Поставки новых бомбардировщиков начались с августа 1941 г. К началу войны на Тихом океане на Ки-49 перевооружался 61-й сентай, ранее летавший на Ки-21. Но из-за низких темпов поставок "Донрю" в войска перевооружение этого сентай затянулось до февраля 1942 г. С наращиванием темпов выпуска Ки-49 состоялся боевой дебют бомбардировщика в небе Китая. Позже Ки-49 широко применялся в боях над Новой Британией и Новой Гвинеей, а также появлялся над северной Австралией. Боевой опыт показал, что мощности моторов явно недостаточно, из-за чего страдала управляемость самолета. А скорость нового бомбардировщика - его главное преимущество перед Ки-21 - не позволяла уходить от истребителей противника. К тому же бомбовая нагрузка оказалась даже ниже, чем у предшественника - Ки-21. Пилоты положительно отзывались только о бронезащите и мощном оборонительном вооружении при практическом отсутствии "мертвых", не простреливаемых секторов.
Весной 1942 г было решено установить двигатели Накадзимы Ха-109 мощностью 1450 л.с. с трехлопастными винтами-автоматами по типу "Ратье". Это потребовало лишь незначительного изменения мотогондол, так как двигатель имел сходные размеры со своим предшественником. Но маслорадиатор, ранее стоявший перед двигателем Ха-41 под капотом, пришлось перенести наружу под мотогондолу. Другие доработки делались по опыту боев: бронезащита и протектирование баков улучшились, был установлен новый бомбоприцел, но вооружение осталось по образцу предшествующей модели. В таком виде выпустили два опытных Ки-49-II, после испытания которых новая версия "Донрю" пошла в серию под обозначением "тяжелый бомбардировщик армейский тип 100 модель 2А" (Ки-49-IIa). Поставки новой модификации начались в августе 1942 г. Однако опыт боев показал, что против истребителей союзников пулеметы винтовочного калибра практически бессильны. В результаты все 7,7-мм пулеметы "тип 89" были заменены на 12,7-мм пулеметы "тип 1" (Хо-103) - новая модификация называлась Ки-49-IIb.
Ки-49-II так полностью и не сменил в боевых частях Ки-21-II и в основном использовался на Новой Гвинее и в Китае. С высадкой союзников на Филиппинах "Донрю" активно использовались в боях, неся тяжелые потери. К моменту высадки союзников на Миндоро немногие уцелевшие бомбардировщики использовались пилотами-камикадзе против кораблей союзников. Хотя вплоть до появления Мицубиси Ки-67 самолет выделялся лучшей бронезащитой и мощным вооружением, он все еще не удовлетворял воздушный штаб. Так скорость на малых и средних высотах была все еще недостаточна, а управляемость хуже, чем у Ки-21 - II. Чтобы улучшить характеристики "Донрю", на Накадзиме было решено использовать самый мощный из имеющихся двигателей Ха-117 в 2420 л.с., испытывавшийся на опытных Ки-80. Ожидалось, что мощность двигателей удастся поднять до 2800 л.с. Но доводка двигателя шла тяжело, в результате с ним на Накадзиме с марта по декабрь 1943 г были выпущены только шесть Ки-49-III. Обычные же Ки-49 пытались выпускать на Тачикаве, но из-за проблем с поставками с Накадзимы комплектующих там выпустили только 50 машин. Планы производства на "Манею хикоки" вообще не были реализованы. Всего было выпущено 819 Ки-49, включая 129 серийных Ки-49-I и 667 Ки-49-II.
Несмотря на недостатки самолета, он широко использовался для различных специальных заданий. Так, Ки-49-I оснащались магнитометром для поиска подводных лодок, некоторые Ки-49-II использовались в качестве десантных. Другие переделывались в частях в ночной истребитель. При этом один самолет - "наводчик" - оснащался поисковым прожектором, а второй - атакующий - нес в фюзеляже 75-мм пушку. Правда, в этой роли они не имели особого успеха из-за недостаточных летных характеристик. В качестве самолета-камикадзе с Ки-49 снималось все вооружение, экипаж сокращался до двух пилотов, а бомбовая нагрузка увеличивалась до 1600 кг. Хотя боевая карьера "Донрю" оказалась бесцветной и короткой, он вошел в историю японской авиации в качестве первого самолета, оснащенного хвостовой башней.
Тактико-технические характеристики Ки- 49-11 (Ки-49-I).
Тип: восьмиместный бомбардировщик.
Двигатели: два "армейский тип 2"
("армейский тип 100") - 18-цилиндровые, взлетной мощностью 1500 (1250) л.с. и 1300 (1260) л.с. на высоте 5280 (3700) м.
Вооружение: одна 20-мм пушка Хо-1 в верхней башне и пять 12,7-мм пулеметов Хо-103 на подвижных установках в хвостовой башне, в носу, под фюзеляжем и в бортовых окнах (одна 20-мм пушка Хо-1 и пять 7,7-мм пулеметов итип 89"); нормальная бомбовая нагрузка - 750-кг, максимальная - 1000 кг.
Максимальная скорость: 492 км/ч на высоте 5000 м.
Крейсерская скорость: 350 км/ч на высоте 3000 м.
Время подъема на высоту: 5000 м - 13,7 мин.
Потолок: 9300 м.
Дальность полета: нормальная - 2000 км, максимальная - 2950 км. Вес: пустого - 6530 (6070) кг, взлетный - 10680 (10150) кг, максимальный - 11400 (10675) кг.
Размеры: размах крыла - 20,424 м; длина - 16,5 (16,808) м; высота - 4,25 м; площадь крыла - 69,05 м².