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Jusqu’au début des années 30, le Japon possédait une force aérienne qui datait généralement du premier conflit mondial, à l’effectif réduit et de qualité médiocre. Mais des projets d’expansion territoriale et d’hégémonie sur le continent asiatique, ainsi que l’amorce de progrès technologiques importants en occident, incitèrent les japonais à se lancer à leur tour dans la compétition. En 1933, le futur amiral Yamamoto était directeur du département technique du bureau aéronautique de la Marine Impériale. À ce titre, il était parvenu à convaincre le haut commandement de la nécessité de mettre au point un appareil à long rayon d’action pour épauler, à partir de bases terrestres, les avions embarqués.
La firme Mitsubishi mit au point un des premiers monoplans japonais, un bimoteur à double dérive, entièrement métallique, dont les postes de tir étaient carénés et capable d’emporter une torpille de 800 kg ou l’équivalent en bombes. L’appareil, désigné provisoirement Ka-15, était propulsé par deux moteurs Hiro type 91 et vola pour la première fois en juillet 1935. Il entra en service dès l’année suivante et fut produit à 21 exemplaires. Bien que déjà satisfaisantes, les performances étaient susceptibles d’amélioration ; l’avion fut alors équipé de deux moteurs Mitsubishi Kinsei-3 de 910 Ch et reçut la désignation de G3M-1 (nom de code « Nell » pour les alliés). Il fut produit 34 exemplaires de ce modèle, qui, selon les Japonais, égalait le Bristol Blenheim ou le Tupolev SB-2.
Dans un souci constant d’augmentation de puissance, deux autres modèles, l’essentiel de la production, furent construits : G3M-2, avec des moteurs Kinsei-41 de 1075 Ch et G3M-3, mieux armé, avec des moteurs Tsuisei-51 de 1300 Ch. À noter que la version transport des G3M-1 et G3M-2 devenait Yokosuka L3Y-1/L3Y-2 , au code allié Tina.
La production totale de G3M fut de 1048 exemplaires (636 construits par Mitsubishi et, à partir de 1941, 412 par Nakajima). Bien que réduit à des rôles secondaires à partir de 1943, le vétéran Nell restera en service jusqu’à la fin du conflit.
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