Новый гидросамолет должен был превосходить Н6К2 по максимальной скорости на треть, по дальности полета — наполовину, по массе боевой нагрузки — вдвое. В цифрах эти параметры выглядели так: максимальная скорость — 240 узлов (444 км/ч), крейсерская — 160 узлов (296 км/ч); дальность полета на разведку — 4000 морских миль (7400 км), на выполнение ударных задач — 3500 миль (6500 км). По тем временам параметры выглядели весьма впечатляюще. Достаточно сказать, что максимальная скорость была сравнима с показателями основного японского палубного истребителя «Мицубиси» А5М4!
По сравнению с Н6К2 требовалось существенно усилить оборонительное вооружение, доведя его до пяти 20-мм пушек и нескольких пулеметов. Максимальная масса боевой нагрузки должна была составлять 2000 кг против 1000 кг у Н6К2. Гидросамолет должен был иметь возможность нести бомбы крупных калибров (500 и 800 кг), или же две торпеды «тип 91». Маневренность машины должна была сравниться с показателями меньших ударных машины — это было необходимо для нанесения торпедных и бомбовых ударов по небольшим быстроходным морским целям. Высокие требования предъявлялись и к обеспечению живучести: топливные баки следовало защитить протектором, а рабочие места членов экипажа — бронировать.
Проектирование новой летающей лодки возглавил Сидзуо Кикухара, ранее разрабатывавший Н6К2. Однако преемственность в конструкции практически отсутствовала — высокие требования к новой машине потребовала радикального пересмотра аэродинамической компоновки. Пришлось отказаться от схемы моноплана-парасоли, удобной с точки зрения размещения двигателей на достаточном расстоянии от воды, но создававшей большое аэродинамическое сопротивление своими подкосами. Новый самолет стал свободнонесущим высокопланом с крылом, расположенным непосредственно на фюзеляже. Очертания последнего являлись компромиссом между требованиями аэро— и гидродинамики. От Н6К2 фюзеляж новой машины отличался увеличенной на 1,20 м длиной (26,83 м) и меньшей на 270 мм шириной (3030 мм). Вертикальное оперение, в отличие от предшественника, выполнили однокилевым, а горизонтальное — свободнонесущим (бесподкосным). Конструкция гидросамолета была цельнометаллической, с фюзеляжем-полумонококом и дюралевой обшивкой фюзеляжа, крыла и оперения. Исключение составляли рули, элеронов, а также частично закрылки и внешние части консолей крыла за задним лонжероном, обтянутые полотном.
Трапециевидное в плане крыло с закругленными законцовками имело двухлонжеронную конструкцию. В технологическом отношении оно делилось на три части: центроплан (размах 16 м, угол поперечного V 5°) и две внешние части консолей (размах по 11 м, угол поперечного V 4°). Размах крыла был на 2 м меньше, чем у Н6К2, уменьшилась и его площадь (на 10 кв. м). Удлинение крыла составило 9 — этот параметр признали оптимальным с точки зрения одновременного обеспечения максимальной скорости и большой дальности полета.
Механизация крыла состояла из двухсекционных элеронов размахом 7316 мм и двухсекционных закрылков размахом 9190 мм. Специально для нового гидросамолета конструкторы «Каваниси» разработали оригинальную схему щелевых закрылков, на нижней поверхности которых у задней кромки размещались вспомогательные закрылки типа «крокодил». Они выпускались автоматически, при отклонении основных закрылков, значительно увеличивая подъемную силу. Это позволило ограничить посадочную скорость гидросамолета 130 км/ч, несмотря на значительно большую, чем у Н6К2 нагрузку на крыло, превышавшую 150 кг/кв. см.
Вторым компонентом, призванным, наряду с аэродинамикой, обеспечить новому гидроплану высокие летные характеристики, являлась силовая установка. Для неё выбрали самые мощные выпускавшиеся в то время серийно моторы — 14-цилиндровые двухрядные радиальные двигатели воздушного охлаждения «Мицубиси» МК4А «Касей» 11. Такой мотор, снабженный одноступенчатым двухскоростным нагнетателем, развивал взлетную мощность 1530 л.с. и продолжительную 1480 л.с. на высоте 2200 м и 1380 л.с. — на 4100 м. Воздушные винты — четырехлопастные изменяемого шага типа «Гамильтон Стандарт» диаметром 3,90 м. Они выпускались фирмой «Сумитомо» по американской лицензии.
Для достижения требуемой дальности полета на самолете разместили солидный запас топлива — 17 080 л, или около 12 тонн, что составляло примерно 40% максимальной взлетной массы машины. Бензин находился в шести топливных баках на нижней палубе фюзеляжа (общая емкость 10 660 л) и восьми небольших баках в крыле, между лонжеронами (6420 л). Такое большое число баков должно было уменьшить вероятность полной потери топлива при повреждении одного из них. Крыльевые баки первоначально были незащищены, фюзеляжные снабжались углекислотной противопожарной системой и развитой системой вентиляции, препятствовавшей накоплению паров бензина в нижней части фюзеляжа.
Фюзеляж-лодка выполнен по двухреданной схеме. Для обеспечения устойчивости на воде под крылом имеется два стабилизирующих поплавка. Каждый из них крепится на двух l-образных подкосах, дополнительно усиленных проволочными расчалками. Для выкатывания на слип и перемещения по суше имелось съемное перекатное шасси, состоящее из трех двухколесных тележек: две крепились по бокам фюзеляжа, а третья — под его хвостовой частью.
Двигатель «Касей» 22
Вид в кабину Н8К из грузового отсека
Сами эти тележки представляли собой конструкции, весившие по нескольку сотен килограмм, и манипуляции с ними в воде были весьма трудоемкими.
Главное оборонительное вооружение самолета состояло из пяти 20-мм пушек «99-Сики 1-Го 1-Гата Каи 1» (это обозначение можно перевести примерно как «тип 99, образец 1, модель 1, модификация 1»), представлявших собой копию швейцарского «Эрликона» FF. Они размещались в передней, верхней, хвостовой и двух боковых установках. Передняя установка, закрытая полусферическим остеклением, имела электропривод и хорошие углы обстрела, перекрывающие почти всю переднюю полусферу. Верхняя и боковые установки имели ручное наведение и закрывались каплевидными неподвижными обтекателями. Хвостовая установка также имела ручное наведение, пушка в ней располагала углами обстрела 90° в вертикальной плоскости и 160° — в горизонтальной. Боепитание пушек осуществлялось из 45-зарядных барабанных магазинов. В передней установке было предусмотрено место для пяти запасных магазинов, в верхней — для десяти, боекомплект боковых установок составлял по четыре магазина, хвостовой — семь.
Дополняли пушечное вооружение три-четыре 7,7-мм пулемета «тип 92» (копия «Виккерса») с общим боекомплектом в двенадцать 97-зарядных магазинов. Пулеметы являлись переносными, их можно было установить в следующих точках: нижней (закрывавшейся водонепроницаемым люком), верхней (люк перед передним лонжероном крыла), боковых (две амбразуры в нижней поверхности крыла у фюзеляжа и две установки в окнах главной кабины экипажа). Таким образом, гидроплан являлся наиболее сильно вооруженным самолетом, серийно выпускавшимся в Японии.
Наступательное вооружение (бомбы или торпеды) подвешивалось на наружных держателях под центропланом, между мотогондолами. Самолет мог нести две торпеды «тип 91», две 500-кг или 800-кг бомбы, восемь 250-кг или шестнадцать 60-кг бомб.
Штатный экипаж состоял из десяти человек: командира, двух пилотов, штурмана-бомбардира (обслуживающего также переднюю стрелковую установку), двух радистов (один из них обслуживал нижнюю пулеметную установку), оператора радиопеленгатора (также вел огонь из верхней пушки), двух бортмехаников (обслуживающих также боковые стрелковые установки) и хвостового стрелка. В случае необходимости экипаж мог быть увеличен ещё на два-три человека — например, дополнительных бортстрелков или (на поздних модификациях) оператора РЛС.
