Начиная с 904-го самолета A6M3 стали применять крылья размахом всего 11 метров. Концы крыльев были закруглены, обшивка крыльев – усилена. Новые крылья стали более технологичны, поскольку не имели складывающихся концов, а масса самолета уменьшилась на 68- 78 кг. Поверхность крыла уменьшилась до 21.3 м². Благодаря усиленной обшивке самолет смог развивать скорость пикирования до 355 узлов (657 км/ч). Переработали и систему выхлопа. Вместо общего тяжелого коллектора выхлопных газов, каждая пара цилиндров получила по одному выхлопному патрубку. Это позволило добавить к тяге винта еще несколько килограммов тяги выхлопных газов, в результате скорость самолета возросла до 305 узлов (565 км/ч) на высоте 6000 метров. Увеличилась и скороподъемность самолета. Новый самолет получил обозначение A6M5 модель 52 – это была самая скоростная модель «Зеро». В районе патрубков обшивку фюзеляжа пришлось усилить стальным листом, поскольку горячие газы выхлопа быстро прожигали тонкий дюралюминиевый лист. Всего было построено 1701 самолет этого типа. Существовал и переходный вариант этого самолета – с новым крылом как у модели 52. но с системой выхлопа как у модели 22. Этот вариант начал поступать в части осенью 1943 года.- в то самое время, когда американцы начали использовать истребитель Grumman F6F-3 Hellcat. «Новый Зеро» превосходил «Адского Кота» только в маневренности, а по всем остальным параметрам уступал американской машине. В дуэли двух этих самолетов «Зеро» чаше оказывался сбитым, чем сбивающим. Очень важным фактором было то, что японский самолет не нес брони, а облегченная конструкция машины имела низкий запас прочности. Обычно после короткой очереди из шести пулеметов Browning калибра 12.7 мм «Зеро» взрывался в воздухе. И наоборот, крепкий и хорошо бронированный «Хеллкет» выдерживал большое количество попаданий без какого-либо ущерба для своей боеспособности. Чтобы изменить ситуацию, военные приказали изменить конструкцию самолета, чтобы повысить его живучесть. Прежде всего пушки были приспособлены под ленточное питание. Это позволило увеличить боезапас до 125 выстрелов на ствол. Новый вариант пушки получил обозначение Тип 99 модель 2 модификация 4. Чтобы увеличить скорость пикирования были усилены «тонкие» места в конструкции самолета. В результате во время пикирования самолет смог развивать скорость до 400 узлов (741 км/ч). Это было всего на 17-26 узлов меньше, чем у Chance Vought F4U-I Corsair, еще больше увеличить скорость пикирования оказалось невозможным, иначе масса машины слишком возросла и катастрофически ухудшились бы другие боевые характеристики машины – маневренность и скороподъемность. Новая модификация «Зеро» получила обозначение A6M5а. Однако проблема живучести осталась неразрешенной. По заказу военных фирма Мицубиси развернула работы над увеличением живучести своего самолета. В начале 1944 года в Дай-Ичи Кайгун Кокусё начались работы по установке на самолет брони и дополнительного противопожарного оборудования – баллона с СО₂, заполнявшего. при необходимости, углекислым газом фюзеляжный топливный бак и силовое отделение в районе противопожарной переборки. Новая модификация, обозначенная как A6M5b модель 52Ь, получила новый фонарь, изготовленный из двух слоев бронестекла суммарной толщиной 50 мм. Для увеличения массы бортового залпа правый 7.7-мм пулемет заменили на пулемет Тип 3 калибра 13.2 мм. Это было первое усиление вооружения самолета с момента его создания. Кроме того этот самолет получил новые конусовидные обтекатели пушечных стволов. Мицубиси построила 470 таких машин. Количество самолетов построенных Накадзимой точно не известно. Иногда для увеличения радиуса действия под крыльями самолета устанавливали два подвесных топливных бака емкостью по 150 литров каждый. Кроме того, предусматривалось использование и другого типа подвесного топливного бака – деревянного со стабилизаторами.

Истребитель A6M2 модель 21 на палубе авианосца «Акаги». Корабли находится недалеко от Гавайских островов. Вокруг фюзеляжа «Зеро» нанесена полоса красного цвета. На киле (на снимке не видна) – код «A1-105» черного цвета. Выше и ниже кода – полосы желто-оранжевого цвета. На заднем плане – вертикальное оперение «Зеро» с кодом «А1-101» – самолет командира 1-й коку сентай майора Сигеру Итая.

В 6 часов утра по японскому времени 8 декабря 1941 г. 183 самолета первой волны оторвались от деревянных настилов палуб японских авианосцев и взяли курс на Гавайи. Через несколько часов Тихоокеанский флот США понес тяжелейшие потери. К счастью для американцев под удар японской авиации не попали авианосцы «Лексингтон» и «Энтерпрайз». Адмирал Нагумо не решился начать поиск авианосцев, возможно его нерешительность стоила Японии проигрыша в войне.

Новая модификация оказалась очередной полумерой. Японские самолеты стали заметно уступать американским. Технические проблемы с J2M «Райден» и проблемы с двигателем для А7М «Penny» привели к тому, что для «Зеро» не было замены. Поэтому работы по выжиманию из конструкции самолета невозможного продолжались. Однако становилось ясно, что самолет, созданный в 1938 году, никак не сможет сравниться по своим характеристикам с машинами 1944 года. Тем не менее работы продолжались. Во второй раз было усилено вооружение. В крыльях самолета установили но одному пулемету Тип 3 калибра 13.2 мм с ленточном питанием по 240 выстрелов на ствол. Чтобы скомпенсировать возросшую массу, с самолета сняли 7.7-мм пулемет. Таким образом вооружение самолета состояло из двух 20-мм пушек Тип 99 и трех 13.2-мм пулеметов Тип 3. Под крыльями установили направляющие для восьми 10-кг неуправляемых ракет воздух-воздух. Поскольку «Зеро» все чаще и чаще имел противника на хвосте, вместо того, чтобы самому садится на хвост, то пилот получил 8-мм бронеспинку, а толщину бронестекла в задней части фонаря увеличили до 55 мм.

Цвета

AI- AKAGI

AII- KAGA

BI- SORYU

BII- HIRYU

EI- SHOKAKU

EII- ZUIKAKU

В предыдущих модификациях истребителя из-за возросшей нагрузки на крыло значительно уменьшился радиус действия самолета. Военные настаивали на увеличении дальности полета, поэтому за креслом летчика установили дополнительный бензобак емкостью 140 литров. Бензобак оборудовали системой самогерметизации. Все эти изменения привели к тому, что самолет потяжелел на 300 кг по сравнению с предыдущей модификацией. Этот тяжеловес стал называться A6M5с модель 52с. Отец «Зеро» – Дзиро Хорикоси – не принимал участия в работах по совершенствованию самолета, так как был занят созданием нового А7М «Penny». Вместо Хорикоси конструкторский коллектив возглавлял инженер Элитаро Сано. Предвидя ухудшение характеристик самолета Сано запросил Бюро воздухоплавания ВМФ разрешение на установку нового, более мощного двигателя Мицубиси Кинсей-62 мощностью 1369 л.с. (1350 hp – 1007 кВт). Было ясно, что получив более мощный двигатель, самолет вернет себе все утраченные позиции. Но военные разрешения не дали, поскольку все имеющиеся в то время двигатели Кинсей-62 были зарезервированы за новых модификаций пикирующего бомбардировщика Йокосука D4Y3. Более того, были запрещены любые проектные работы по замене двигателя самолета. Запрещение дало о себе знать – когда в сентябре 1944 года в воздух поднялся первый A6M5с. опасения конструкторов в полной мере подтвердились: характеристики самолета были весьма посредственными. Чтобы спасти положение, на самолет установили двигатель Накадзима Сакаэ-31 с впрыском водно-метанольной смеси в цилиндры при форсаже. Поскольку работы над Сакаэ-31 были еще далеки от завершения, на модель 52с продолжали ставить прежние Сакаэ-21. Всего построили 93 самолета, после чего выпуск остановили, ожидая, когда наконец будет готов новый двигатель. Первый самолет с двигателем Сакаэ-31 а полнился в воздух в конце октября 1944 года. Среди прочих новинок, на самолете использовали самогерметизирующиеся топливные баки. К сожалению, двигатель не оправдал возложенных на него надежд. то же случилось и с новыми топливными баками. Японские механики не слишком понимали принцип действия новинки, поэтому от ее применения отказались. Поскольку надежда на дальнейшее улучшение самолета не оправдалась, возобновили выпуск модели 52с. Модель 53с так и осталась в виде одного прототипа. (Некоторые источники утверждают, что несколько самолетов этой модификации построила Накадзима.)