Учитывая, что некоторые полеты могли продолжаться сутки и более, конструкторы постарались создать для экипажа достаточный уровень комфорта: самолет был оборудован местами для отдыха, санузлом и даже электрическим холодильником.

Достаточная высота фюзеляжа позволила разделить на две палубы его внутреннее пространство. На нижней палубе, кроме топливных баков, располагались также баллоны кислородной системы и другое оборудование. Верхняя палуба была «обитаемой». В её носовой части находилась стрелковая установка и рабочее место штурмана-бомбардира, а также (по левому борту) передняя входная дверь. В главной кабине экипажа спереди находились места пилотов, за ними справа — командира, а дальше — радиста и бортмеханика. Слева за пилотами находилось кресло пассажира и рабочее место оператора радиопеленгатора. За главной кабиной располагался отсек для отдыха членов экипажа, дальше в хвост — верхняя и боковые стрелковые установки, за ними — кабина второго радиста, отсек с хвостовой входной дверью, санузлом, стеллажами для парашютов и надувной спасательной лодкой, и, наконец, хвостовая стрелковая установка.

На самолете устанавливалась радиостанция «99-Сики Ку 3-Го» («тип 99 Ку образец 3», или же попросту Н-3) или «4- Го» (Н-4). На серийных машинах применялись более совершенные радиостанции «1-Сики Ку 3-Го» («тип 1 Ку образец 3» или U-3) или же «2-Сики Ку 3-Го» («тип 2 Ку образец 3» или N-3). В состав штатного оборудования входил также радиопеленгатор «О-Сики Ку 4-Го» («тип 0 Ку образец 4» или F-4), впоследствии замененный на «1-Сики Ку 3-Го» («тип 1 Ку образец 3» или FF).

После начала войны в Европе руководство авиации Императорского флота распорядилось ускорить процесс создания летающей лодки по заданию 13-Си, получившей обозначение Н8К1. Постройка прототипа, несшего заводской номер 91, завершилась к концу 1940 г. 29 декабря гидроплан выкатили из сборочного цеха завода в Наруо, а на следующий день Хиромицу Ито впервые поднял машину в воздух, стартовав с акватории залива Осака.

Уже в первом полете Н8К1 показал неплохие скоростные параметры, но управляемость оставляла желать лучшего. Самолет имел недостаточную продольную устойчивость, тяжело реагировал на отклонения рулей, а руль направления был перекомпенсирован. При разбеге на скорости 50-60 узлов (93-111 км/ч) проявлялась тенденция к преждевременному отрыву носовой части фюзеляжа и повторному её опусканию на воду, что было чревато серьезной аварией. Носовая часть фюзеляжа поднимала огромные фонтаны воды, достигавшие винтов, а иногда —даже верхней поверхности крыла и стабилизатора. С последним недостатком удалось справиться достаточно быстро — конструкторы нашли решение, «погоняв» модель гидросамолета в опытовом бассейне (непонятно правда, что мешало провести такие испытания до первого полета прототипа). Снизу носовой части лодки установили две длинные профилированные накладки, тем самым избавившись от фонтанов. Несколько испытательных полетов подтвердили правильность этого решения.

Опытный образец Н8К летающая лодка «13-Ши» во время первого этапа летных испытаний недалеко от Кобе, начало 1941 г.

В конце января 1941 г. прототип Н8К1 вернули на завод для доработки хвостового оперения. На самолете увеличили высоту киля, уменьшили компенсацию руля направления, но существенно улучшить продольную устойчивость не удалось. Тем не менее, 26 марта самолет передали авиации Императорского флота для дальнейших испытаний. Позже его использовали для испытаний моторов «Касей» 22, а в конечном итоге переделали в прототип транспортной модификации (о ней речь пойдет ниже).

В 1941 г. построили четыре дополнительных прототипа Н8К1 (заводские номера 82, 73, 64 и 55). По сравнению с первой машиной в их конструкцию внесли существенные изменения: лодку углубили на 500 мм, а носовую часть фюзеляжа удлинили на 1300 мм, попутно изменив очертания её остекления. Коррекция очертаний лодки позволила отказаться от профилированных накладок. Подкрыльевые поплавки получили редан. Существенно переделали вертикальное оперение, увеличив площадь киля и уменьшив — руля направления. Благодаря этому наконец-то удалось достичь приемлемой продольной устойчивости и адекватной реакции самолета на рули (позже доработанные поплавки и новый киль получил и первый прототип). Примитивная верхняя пушечная установка с ручным наведением была заменена башенкой с электроприводом.

Дополнительные прототипы получили новые моторы МК4В «Касей» 12, той же мощности, что и «Касей» 11, но снабженные редукторами. Мотогондолы переделали, выведя воздухозаборники нагнетателей на их верхнюю поверхность.

Внесенные изменения дали ожидаемый эффект — поведение самолета на воде значительно улучшилось, хотя и оставалось несколько хуже, чем у Н6К2. А вот по летным данным Н8К1 существенно превзошел предшественника. Не удалось только полностью устранить подскакивание («барсение») самолета при разбеге. Чтобы пилот мог контролировать режим разбега, конструкторы нашли остроумное решение. Перед пилотской кабиной находилась мачта, на которой крепилась трубка Пито. На этой мачте, на определенной высоте установили горизонтальный прут, а на остеклении кабины нанесли линию. Во время взлета пилот должен был так оперировать рулями, чтобы прут и линия на стекле были совмещенными. При таком положении нос самолета был поднят примерно на 5\ что позволяло избежать «барсения». Разогнавшись до 75-80 узлов (139-148 км/ч), самолет плавно отрывался от водной поверхности. Не смотря на то, что эта процедура была детально прописана в инструкции пилоту, в ходе эксплуатации серийных машин не удалось избежать нескольких аварий, связанных с её несоблюдением.

После завершения программы испытаний дополнительные прототипы (неясно — все, или только часть) переоборудовали в транспортные самолеты для перевозки высокопоставленных лиц. С них демонтировали вооружение, а в фюзеляже оборудовали салон на 27 пассажиров.

Первая серийная модификация Н8К - тип 2 модель 11

Серийный Н8К2

Несмотря на то, что прототипы Н8К1 недобирали до требуемой скорости примерно 10 км/ч, Главное бюро морской авиации признало самолет отвечающим требованиям и 5 февраля 1942 г. его приняли на вооружение под обозначением «Ни-Сики Хикотей 11-Гата» («летающая лодка тип 2 модель 11»), или же Н8К1. В системе кодов союзников машина получила название «Эмили». Практически сразу же начался выпуск серийных гидропланов, но его темп был невысок—за 1942 финансовый год (начинался 1 апреля) было изготовлено лишь 12 Н8К1. Серийные машины несколько отличались от прототипов. Их двигатели «Касей» 12 оборудовались не выхлопными коллекторами, а индивидуальными патрубками для каждого цилиндра. Под хвостовой частью лодки, за вторым реданом, появился небольшой дополнительный киль, улучшающий устойчивость при разбеге. Состав оборонительного вооружения был ослаблен — 20-мм пушки остались только в верхней и хвостовой установках, а на остальных позициях устанавливались 7,7-мм пулеметы.

В 1942 г. фирма «Мицубиси» начала производство двигателей «Касей» серии 20, снабженных системой впрыска водно-метаноловой смеси. Такими моторами решили оснастить и летающие лодки. Для испытаний послужил первый прототип Н8К1, на который установили моторы MK4Q «Касей» 22, развивавшие взлетную мощность 1850 л.с. и максимальную 1680 л.с. на высоте 2200 м и 1540 л.с. — на 5500 м. Два 250-л бака для водно-метаноловой смеси установили в носках крыла, снаружи от внешних двигателей. Испытания прошли вполне успешно, и моторы «Касей» 22 были приняты для новой модификации летающей лодки, получившей индекс Н8К2.