Наземное наступление продолжалось до конца августа и японцам пришлось уйти в глухую оборону. ВВС противоборствующих сторон также не остались без дела. Превосходство Советов в воздухе становилось все более очевидным. К примеру, по советским данным, между 20 и 31 августа было уничтожено 236 японских самолетов при собственных потерях в двадцать машин. Хотя японцы сообщили об уничтожении 102 советских самолетов (реальные потери ВВС составили 77 самолетов) ценой потери только девяти Ki-27, этот результат выглядит слишком оптимистичным. В бой были брошены даже устаревшие Ki-10, доставленные из Китая, которые поделили между истребительными Сентаями. В августе японцы потеряли четырех командиров Сентаев и Чутаев много других опытных пилотов. 27 августа при сопровождении бомбардировщиков был сбит самый результативный японский ас уоррент-офицер Хиромичи Синохара. Утверждают, что перед гибелью ему удалось сбить три вражеских истребителя.
Воздушные бои над Халхин-Голом, начавшиеся в мае, продолжались до конца августа, хотя случайные стычки имели место и в сентябре. Например, 1 сентября пятьдесят И-153 и И-16 атаковали группу приблизительно из 60 Ki-27 из 1-го, 11-го и 64-го Сентаев. Японцы утверждали, что в этом двадцатиминутном бою им удалось сбить 33 самолета противника, потеряв лишь пять своих истребителей. Их оппоненты говорят о 41 уничтоженной японской машине. В начале сентября 2-й Хикошидан получил подкрепление в виде 2-го Хикодана из Кореи, в составе которого было 30 Ki-10 (9-й Сентай) и 32 бомбардировщика. 9 сентября из Китая прибыл 59-й Сентай под командованием полковника Иссака Имагава, в двух Чутаях которого было 23 Ki-27. В этот день число японских истребителей в районе Номонгана составило 295 машин — больше, чем в самый разгар боев.
Ки-27b 84-го Докурицу Чутая, Китай, 1940–1941 годы. Это подразделение стало автономным в июле 1939 года, после выделения 3- го Чутая из состава 64-го Сентая. На него возлагались задачи по защите территорий, недавно захваченных японской армией в Гуанчжоу, в то время, как 64-й Сентай отправился в Номонган. Самолеты 84-го Докурицу Чутая легко опознать по красным кольца.4 на капоте плавно переходящим в сужающиеся полосы на фюзеляже. Снимок подтверждает, что японские пилоты предпочитали летать с открытой кабиной.
Группа Ки-27b.
После длительного перерыва воздушные операции возобновились 14 сентября. Утром десять бомбардировщиков Ki-30 в сопровождении 45 Ki-27 атаковали советские аэродромы около озера Буир-Нур. На перехват поднялись 75 И-16 и 15 И-153. После боя японцы сообщили об уничтожении девяти советских самолетов; Советы заявили, что им удалось сбить три японских машины. На самом деле ни одна из сторон не понесла потерь. Последние бои над Халхин-Голом произошли на следующий день, 15 сентября. Они были самыми массовыми за весь конфликт — 212 советских и около 180 японских истребителей (1-й, 11-й, 24-й, 59-й и 64-й Сентаи). Пилоты советских ВВС заявили об уничтожении девятнадцати (по другим данным — двадцати) самолетов противника при собственных потерях в шесть истребителей (один И-16 и пять И-153). Японцы претендуют на 39 сбитых самолетов противники в обмен на девять Ki-27 и один бомбардировщик. Среди погибших японских пилотов был ас, на счету которого было 27 побед — командир 1-го Чутая 11-го Сентая капитан Кенджи Симада. На следующий день, 16 сентября, было подписано перемирие между противоборствующими сторонами. По японским данным они сбили в сентябре 121 советский самолет и потеряли 24 своих. Однако, Советы утверждают, что сбили 70 японских самолетов ценой потери четырнадцати истребителей.
Легкий конфликт 1939 года на Халхин-Голе был одним из самых жестких столкновений в воздухе со времен Первой Мировой войны. Даже во время японо-китайской войны не было таких интенсивных боев. Эта война стоила жизни 152 японским пилотам, из них 95 — летчики-истребители. Самые тяжелые потери понес 24-й Сентай, который лишился 70 % первоначального состава, и 11-й Сентай, потерявший 55 % пилотов. Советские потери составили 174 убитых или пропавших без вести пилота и 133 — раненых.
Согласно официальным советским данным за период с 22 мая по 15 сентября 1939 года ВВС СССР уничтожили 646 японских самолетов, из них 564 — истребители. 588 было сбито в воздушных боях (в том числе 529 истребителей) и 58 уничтожено на земле (включая 35 истребителей). По данным IJAAF они потеряли 162 самолета (88 — в воздухе и 74 — на земле) из них 97 истребителей (96 Ki-27 и один Ki-10) и 34 на земле. За время конфликта в качестве подкрепления поступило 113 новых Ki-27.
В свою очередь японцы утверждают, что им удалось уничтожить 1162 советских самолета в воздухе и 98 — на земле, что в сумме дает цифру 1260 машин (некоторые источники приводят ещё большие цифры -1370 самолетов). Фактические потери советских ВВС не превышают 207 машин (145 — в воздухе и 62 — на земле), из которых 163 были истребителями (83 И-16, четыре И-16 тип 17, 60 И-152 и 16 И-153). Небоевые потери составили 42 самолета, включая 33 истребителя (22 истребителя И-16, пять И-152 и шесть И-153).
Самым результативным подразделением IJAAF очевидно был 1-й Чутай 11-го Сентая. На счету которого более 180 сбитых советских самолетов. 11-й Сентай в целом одержал 530 побед, не считая 59 "вероятных", потеряв 19 самолетов. На счету 1-го Сентая 245 советских машин (и ещё 95 "вероятных"), собственные потери составили шестнадцать истребителей. На долю 24-го Сентая приходится 214 подтвержденных и 56 вероятных побед при потере двенадцати пилотов. 64-й Сентай одержал 52 победы и потерял восемь пилотов, а 59-й — одиннадцать и пять соответственно.
Многие японские летчики-истребители, летавшие на Ki-27, достигли во время "Номонганского инцидента" блестящих результатов и получили в Японии статус национальных героев. Среди них были такие асы, как: уоррент-офицер Хиромичи Синохара (58 побед), которому посмертно было присвоено звание 2-го лейтенанта, капитан Кенджи Симада (27 побед, а по другим данным даже 40), ему посмертно было присвоено званне майора: старший сержант Томио Ханада (25), 2-й лейтенант Шого Саито (24), старший сержант Бунджи Йошияма (более 20 побед), майор Сабуро Того (22), майор Джийозо Ивахаши (20), старший сержант Сабуро Кимура (19), сержант Рётаро Йобо (18), уоррент-офицер Такео Ишин (18), лейтенант Шончи Сузуки (17), уоррент-офицер Мамору Ханада (17), старший сержант Мунейоши Мотожима (16), уоррент-офицер Ринчи Ито (16), лейтенант Иошихико Ваджима (16), майор Айвори Сакаи (15), 2-й лейтенант Масатоши Масузава (12 или 10). Многие пилоты IJAAF получили в этом конфликте боевое крещение, и в дальнейшем успешно сражались в других военных кампаниях с участием армейской авиации.
Ku-27b 10-го Докурицу Чутая. На фоне самолета с номером «56» — командир части, капитан Киёши Кимура. Носовая часть самолета, включая мотор и кабину, закрыта брезентом.
Ки-27b I-го Чутая 5-го Сентая, Кашива, Япония, 1940–1941 годы. На первом плане позирует старший сержант Фуджитиро Ито. Самолет на заднем плане несет катакану «Те» на руле. Эмблемой 5-го Сентия были две наклонных полосы в хвостовой части фюзеляжа — белые в 1-ом Чутае, красные во 2-ом и желтые в 3-ем.
Между Халхин-Голом и Перл-Харбором
После того, как 16 сентября 1939 года было подписано перемирие, в Маньчжурии оставили только три Сентая: 1-й Сентай в Сунджи около Харбина (доведя его численность до трех Чутаев за счет 4-го Чутая 11-го Сентая), 24-й Сентай в Хайларе и 64-й Сентай в Донгджингченге. 11-й и 59-й Сентаи вернулись в Китай, последний (без 4-го Чутая) с октября базировался в Ухани, а затем — в Ханькоу. В январе 1940 года 1-й Чутай 64-го Сентая также возвратился в Китай и действовал в Кантоне до марта 1941 года под названием Марута Бутай (по имени его командира капитана Фумио Марута). Оставшиеся в Маньчжурии Ki-27 долгие годы занимались патрулированием маньчжуро-монгольской границы. На протяжении двух лет, с момента окончания боев за Халхин-Гол до начала войны на Тихом океане, базировавшиеся в Китае Ki-27 принимали участие в многочисленных мелких стычках с китайскими ВВС, в основном в районе городов Чанши, Чунцин (который после взятия в декабре 1937 года японцами Нанкина стал столицей Китая), Куньмина и Дженгчана в южном и центральном Китае (провинции Сычуань, Юньнань, Гуанси и Гуандуна). Первоначально они контролировали отдельные районы (особенно находившиеся под контролем японских войск) и осуществляли воздушную поддержку сухопутных операций. В декабре 1940 года 11-й Сентай был снова переброшен из Китая в Харбин в Маньчжурии, где он оставался до осени 1941 года. Опыт, полученный в ходе "Номонганского инцидента" лишь незначительно повлиял на взгляды Коку Хомбу. Хотя признавалась необходимость усилить вооружение и бронирование истребителей, единственным наследником Ki-27 считался Ki-43 "Хаябуса", разработанный фирмой Накадзима на основе тех же критериев, что и его предшественник. Идея создать хорошо вооруженный и бронированный, с большой скоростью и скороподъемностью истребитель-перехватчик (пускай даже за счет некоторого проигрыша в маневренности) с трудом находила поддержку в высших эшелонах IJAAF. Первым представителем этого поколения истребителей стал Накадзима Ki-44 "Секи".
Потери Ki-27 во время воздушных боев за Халхин-Гол были столь велики, что в 1939 году IJAAF сумели вооружить новыми машинами лишь два полразделения — 33-й Сентай (командир — подполковник Бузо Аоки) в Кингшу и 77-й Сентай (командир — капитан Хаширо Кавахара) в Харбине, оба в Маньчжурии. Они получили свои первые Ki-27 лишь осенью 1939 года. 33-й Сентай в составе трех Чутаев был сформирован в августе 1938 года на основе истребительных подразделений 16-го Хико Рентая, тогда как 77-й Сентай был создан в июле 1938 года на базе 8-го Хико Дайтая. Последний Сентай стал впоследствии самым знаменитым подразделением, эксплуатировавшим Ki-27 — эти истребители служили в нем в течение четырех лет — до августа 1943 года! Все выпущенные в 1939 году а и Ki-27b использовались для восполнения потерь в Маньчжурии и Китае. А также для усиления уже существующих подразделений.
Ки-27a 1-го Чутая 59-го Сентая, Ханькоу, Китай, октябрь 1939 года. На caмолете с черной катаканой «Ка» на руле летал старший сержант Исами Кашиде.
Ки-27b 1-го Чутая 64-го Сентая, Китай, 1940–1941 годы. В период с января 1940 по март 1941 года эта эскадрилья действовала как автономное подразделение, известное как «Марута Бутай».
В следующем году ситуация складывалась ненамного лучше — новые Ki-27b отправляли в потрепанные в боях подразделения и заменяли ими а. В середине 1940 года 13-й Сентай получил свои первые Ki-27, но некоторое время эксплуатировал их параллельно с устаревшими бипланами Ki-10. Это подразделение (командир — подполковник Сабуро Кондо) было сформировано в июле (по другим данным -30 августа) 1938 года в Какогаве, префектура Хыого (к западу от Кобэ), Япония, на базе 13-го Хико Рентая. В сентябре 1940 года Ki-27 стали поступать в два других подразделения: во вновь сформированный 10 сентября 50-й Сентай (командир — майор Наоши Йошида) в Тайчжуне, Формоза, и базировавшийся в Хойерджонге, Корея, 9-й Сентай (командир — подполковник Сензани Намба). 50-й Сентай был организован на базе истребительных Чутаев из расформированного 8-го Хико Рентая, тогда как 9-й Сентай был сформирован в июле 1938 года из подразделений 9-го Хико Рентая.
В 1940 году первые Ki-27 получили также 4-й Сентай (командир — подполковник Сабуро Хаяши) Тачиараи, Япония, и 5-й Сентай (командир — подполковник Кензо Онда) в Кашиве, префектура Чиба, около Токио. Оба этих подразделения продолжали эксплуатировать Ki-10 и полностью перевооружились на Ki-27 в 1941 году. Также небольшое количество Ki-27 (вероятно это были а из боевых подразделений) поступило во 2-й и 29-й Сентаи (разведка), где они использовались для подготовки пилотов.
Когда боевые действия в Маньчжурии закончились, японцы сконцентрировали все силы на быстрейшем завершении "Китайского инцидента" — война в Китае истощала ресурсы Японской Империи. Самый легкий способ решения этой проблемы состоял в том, чтобы эффективно блокировать Китай, предотвратив поставку вооружений из-за границы. Береговая линия Китая была полностью в руках японцев, но войска чанкайшистов продолжали получать снабжение через гавань Хайфона во французском Индокитае. Из Хайфона грузы по железной дороге переправлялись через Ханой в китайский город Куньмин в Юньнани. Такие поставки осуществлялись по так называемой Бирманской дороге, которая включала железную дорогу от Рангуна, через Мандалай, в Лашио в Бирме и далее шоссе до Чунцина в Китае. Первым шагом японцев по блокированию этих путей снабжения стал захват в феврале 1939 года острова Хайнань, который прикрывал Тонкинский залив с юго-востока. Это серьезно угрожало французскому Индокитаю, но японцы опасались идти на открытый конфликт с Францией. Несмотря на налет бомбардировщиков на китайский отрезок железной дороги 30 декабря 1939 года (в ходе которого погибло несколько французских граждан), японские базы были слишком далеко, чтобы обеспечить постоянный контроль этого маршрута.
Таким образом, разразившаяся в Европе война стала "божьим даром" для Японии: Франция потерпела поражение, а Италия вступила в войну в июне 1940 года. Поражение Франции подразумевало, что находившиеся в Индокитае незначительные французские силы вряд ли могли рассчитывать на получение поддержки с родины, а попытка получить военную помощь от Великобритании или США не привела к успеху. Вступление в войну Италии представляло серьезную угрозу британским интересам в Средиземноморье и Северной Африке. Сражаясь в одиночку против держав Оси, англичане не могли предпринять серьезных мер, чтобы защитить свои колонии в Юго-Восточной Азии. Япония тогда оказала сильный нажим на французскую администрацию Индокитая, вынудив её закрыть железную дорогу из Хайфона 16 июля. 18 июля, уступая нажиму японцев, английское правительство закрыло Бирманскую дорогу, несмотря на протесты китайцев. В августе французы разрешили японской армии находится в провинции Тонкин, а ВВС Японии получили право базироваться на аэродромах в этой провинции — соответствующее соглашение было подписано 30 августа. В середине сентября 1940 года японские войска из китайской провинции Гуанси пересекли границу французского Индокитая и оккупировали часть провинции Тонкин к северу и северо-востоку от Красной реки. Хотя французы поначалу были против, им пришлось согласиться на эти оскорбительные условия. К концу сентября японцы оккупировали северную часть Тонкина, граничащую с Китаем и разместили подразделения ВВС на аэродромах Пхуто, Гиа Лам около Ханоя и Пу Ланг Туонг. Таким образом. Ранее недосягаемый Куньмин и китайский участок Бирманской дороги оказался в зоне действия японских бомбардировщиков.
25 сентября 1940 года имела место стычка в воздухе между японскими и французскими ВВС, которая получила название "Лангсонский инцидент". Японские Ki-27 из 84-го Докурицу Чутая (командир — майор Цупао Нагано) атаковали и сбили французский разведчик Потез 25 TOE. Пилот Морана MS-406, сопровождавшего разведчик, доложил, что ему удалось сбить один Ki-27, но японцы не признали потерь со своей стороны. Французский самолет записал на свой счет старший сержант Джиро Иери.
Ки-27b командира 4-го Сентая подполковника Сабуро Хаяши, Кикучи, Япония, сентябрь 1940 года. Эмблема на вертикальном оперении и полосы на фюзеляже и крыле синего цвети, характерного для самолетов Сентай Хомбу.