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Le 19 mai 1937, l’état-major de la Marine Impériale publia un cahier des charges schématique décrivant un successeur 12-Shi au chasseur embarqué A5M; la conception du concurrent présenté par Mitsubishi fut confiée à l’équipe de Jiro Horikoshi. Le premier prototype vola le 1 avril 1939; il était propulsé, comme le deuxième, par un moteur Mitsubishi Zuisei 13 de 875 ch à 3 600 m.
Le 14 septembre, l’appareil 12-Shi fut accepté sous le nom de chasseur de porte-avions Type 0, c’est-à-dire Rei shiki Kanjo sentoki, abrégé en Rei-sen : c’est le nom que l’Histoire a retenu pour le célèbre « Jap Zéro » ou nom de code « Zeke ». L’appareil s’appelait également A6M ; les deux premiers prototypes furent des AGMl, et le troisième un AGM2 celui-ci, motorisé par un moteur Nakajima Sakae 12 de 950 ch à 4 200 m, vola le 18 janvier 1940. Le modèle à moteur Sakae fut choisi pour la fabrication en série : un prototype supplémentaire, 15 exemplaires identiques de présérie (qui combattirent en Chine à partir de juillet 1940) et 48 exemplaires de série furent livrés sous le nom de chasseur de porte-avions Type O Model 11.
A partir du 68 Rei-sen, tous les exemplaires eurent des extrémités d’ailes pliantes; 740 exemplaires munis de cette caractéristique furent construits sous le nom de Model 21; les deux versions étaient identiques et armées de deux canons de 20 mm et de deux mitrailleuses de 7,7 mm. Une autre version, du nom de A6M3, vola en juin 1941: elle n’avait pas d’extrémités d’aile pliantes, ce qui réduisait son envergure d’un mètre; elle avait en revanche un moteur Sakae 21 de 1130 ch au décollage. 343 exemplaires furent construits sous le nom de Model 32 avant retour aux ailes pliables : la production se poursuivit sous le nom de Model 22 et Model 22-ko pour les appareils équipés d’un canon long : 560 autres exemplaires furent construits de l’automne 1942 à l’été 1943.
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