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據飯塚在戰後的回憶,他在珍珠港攻擊前訓練時的座機是AI-208。照片中的AI-208右翼根部裝置攝影機以紀錄彈著狀況。
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珍珠港攻擊中,第一次攻擊隊急降下爆擊隊由翔鶴航空隊高橋赫一少佐領軍,包括翔鶴廿六架(高橋赫一少佐)、瑞鶴廿五架(坂本明大尉)。第二次攻擊隊急降下爆擊隊由蒼龍航空隊江草隆繁少佐領軍,包括蒼龍十八架(江草隆繁少佐)、飛龍十八架(小林道雄大尉)、赤城十八架(千早猛彥大尉)、加賀廿六架(牧野三郎大尉)。
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赤城航空隊攻擊隊長千早猛彥大尉由古田清人一飛曹操縱搭乘AI-251九九式艦爆與戰。此外,後藤元二飛曹/宇津木道司二飛曹操縱的AI-211九九式艦爆遭美國陸軍航空隊第15驅逐機大隊第47驅逐機中隊George Welch少尉與Kenneth Marlar Taylor少尉兩架Curtiss P-40B Warhawk攔截。AI-211雖在Welch少尉攻擊時以後座機槍擊損其座機,但隨即為Taylor少尉擊落。
珍珠港攻擊中損失最高者為加賀航空隊,共計損失六架九九式艦爆、五架九七式艦攻與四架零戰,卅一名空勤人員失蹤或陣亡;而其它五艘航空母艦飛行隊總計只損失十四架戰機與廿三名空勤人員。第二次攻擊隊中,加賀攻擊隊隊長牧野三郎大尉/鋤田末男飛曹長操縱的AII-250九九式艦爆遭Welch少尉以P-40B擊落,雙雙陣亡。
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坂口登三飛曹/朝日長章三飛曹操縱的AII-251九九式艦爆則在攻擊USS Nevada (BB-36)時遭防空砲火擊損,低空墜海後兩名乘員一自沉一試圖抵抗而在海面遭射殺。
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此時九九式艦爆的塗裝應是全機明灰白色、發動機整流罩及座艙前方黑色。轉換為機身及翼面上部濃綠色塗裝的時間點約在1942年十二月間(戰場現地塗裝)至1943年二三月間(出廠標準塗裝)。
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然而1942年四月初南雲機動部隊遂行印度洋錫蘭海戰時,航空母艦翔鶴及瑞鶴所屬九九式艦爆機身及翼面上部已採濃綠色塗裝,應屬因地制宜之故。
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自此之後1942年五月上旬珊瑚海海戰、六月上旬中途島之役,航空母艦所屬九九式艦爆應皆採相同濃綠色迷彩塗裝。
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九九式艦爆源自1936年(昭和十一年)日本帝國海軍的十一試艦上爆擊機開發案,由中島、愛知與三菱共同競標,但稍後三菱因開發資源不足為由退出。中島的D3N1十一試艦爆仿自日本帝國海軍購置一架用以評估的Douglas DB-19 (日本帝國海軍機型編號DXD1,即Northrop BT-1,當時Northrop為Douglas的子公司)。試作一號機於1938年三月完成,落後於愛知試作機且超過計畫交期,加上性能較差,因此在1939年十二月決定不予採用。但中島持續以此機及二號試作機作為飛行測試平台,且其中一架直到終戰都仍存在。
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愛知的D3A1十一試艦爆氣動外形與制動面配置設計則仿自1935年間日本帝國海軍購置一架用以評估的Heinkel He 70 Blitz (日本帝國海軍機型編號LXHe)。
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愛知試作機外觀上與中島開發者類似,發動機亦使用與中島試作機相同的709匹馬力等級中島光一型改,但因起落架收放機構技術尚未成熟而改採固定式。試作一號機於1937年十二月底完成,翌年1月6日首飛。由於俯衝性能不佳,因此在試作二號機換裝839匹馬力等級三菱金星三型發動機並進行氣動外形修正。
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六架增加試作機在1939年間亦配發第十二及第十四海軍航空隊於中國戰場進行實戰測試。
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1939年(皇紀二五九九年)12月16日D3A1獲日本帝國海軍制式採用,稱為九九式艦上爆擊機,發動機亦換裝1080匹馬力等級三菱金星四三/四四型。
由於1942年夏季後日本帝國海軍才改用機體世代與發動機世代各一碼流水號前後連稱的新制,所以D3A1所謂九九式艦上爆擊機一一型的稱謂,應是之後用以區分1943年一月制式採用的D3A2九九式艦上爆擊機二二型而來。九九式艦爆二二型除換裝1300匹馬力等級三菱金星五四型發動機外,亦對氣動外形再次修正以提高極速與升限。
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