1938年に航空研究所長距離機「航研機」が世界周回航続距離記録を更新したのち、さらに実用性の高い長距離機や、高高度飛行、高速飛行の研究を目的とする計画が陸軍の依頼により進められることになった。高速飛行研究を担う本機はその計画名から「研三(けんさん)」と呼ばれることもあるが、計画の中間機としての第1次試作機である。速度を上げるため、空気抵抗を減らすさまざまな工夫がとりいれられている。エンジンはドイツ製V型12気筒のものを改良している。1942年に完成、44年まで、32回の試験飛行を行った。43年12月の飛行で699.9km/hを記録。日本のレシプロエンジン機の最高記録である。