В начале 1943 г. конструкторы сделали ещё одну попытку улучшить скоростные и высотные характеристики своего детища. Выпустили несколько самолетов Ki.46-Tei с двигателями На112-Otsu Ru, которые оснащались турбонагнетателями Ru 102, работавшими от выхлопных газов. Нагнетатели стояли в конце мотогондол и имели собственную систему охлаждения – спиртовую. Из-за различных технических сложностей с «сырыми» двигателями, первый Ki.46-Tei поднялся в воздухлишь в феврале 1944г. Испытания машины затянулись на целый год. Сложную систему с турбонаддувом так и не удалось довести до надёжной работы, и серия не состоялась. А данные этой модификации выглядели очень впечатляюще. Так, в феврале 1945 г. один из опытных Ki.46-Tei прошёл дистанцию в 2300 км со средней скоростью 700 км/ч (правда, самолёту помогал сильный попутный ветер).
В июне 1944 г. над Японией впервые появились «суперкрепости» Боинг В- 29 ВВС США. Излюбленной тактикой американцев была высотная бомбардировка, а соответствующих перехватчиков японцы не имели. Чтобы выиграть время, штаб ВВС Императорской армии предложил использовать для перехвата В-29 модифицированные Ki.46-Hei. В августе на территории военного завода в Тачикаве переделали в истребитель нескольких серийных машин, полученных из Нагоя. Всё фотооборудование сняли,остекление кабины летчика вновь стало классическим – со ступенькой, а в носу установили две пушки Но-5 калибра 20 мм с боезапасом 200 снарядов на каждый ствол. На месте центрального фюзеляжного бака появилась 37-мм пушка Но-203, стрелявшая вверх вперед. Огонь из неё вёл стрелок-наблюдатель, имевший 8 магазинов по 25 снарядов.
Тяжёлый перехватчик получил обозначение Ki.46-Hel KAI. Первый экземпляр этого варианта взлетел в Тачикаве в октябре 1944 г. В следующем месяце несколько машин вошли в состав 106-го Сентая (полк армейской авиации), базирующегося в Кагамигахаре. Серийные перехватчики направлялись также в токийскую систему ПВО, поступив на вооружение отдельных полков под №N9 16 и 17, базировавшихся в Чофу. Ещё одна часть на самолетах Ki.46-Hel KAI защищала небо над Мукденом в Маньчжурии.
Всего в варианте перехватчика выпустили 200 самолётов, но назвать их службу удачной можно с большой натяжкой. Перетяжеленный истребитель-в отличие от лёгкого разведчика – имел довольно скромные характеристики скороподъёмности при скорости 573 км/ч на высоте 9000 метров. А ненадёжная наклонная пушка калибра 37 мм приносила вред скорее своему самолёту, чем «суперкрепости» противника. Большая отдача орудия постоянно вызывала разрушение силовых элементов конструкции, не рассчитанных на такие перегрузки, и зачастую не помогали даже усилительные накладки.
| Ki.46-Otsu | Ki.46-Hei | |
| Двигатели | Мицубиси На-102 14-цилиндровый двухрядный, воздушного охлаждения | Мицубиси На-112-Otsu |
| Взлётная мощность, л.с. | 1080 | 1500 |
| Длина,м | 11,00 | |
| Высота, м | 3,88 | |
| Размах, м | 14,70 | |
| Площадь крыла, м | 32,00 | |
| Вес пустого, кг | 3263 | 3831 |
| Взлётный вес, кг | 5050 | 572 |
| Максимальная скорость, км/ч | 604 | 630 |
| (Н=5800м) | (Н=6000м) | |
| Максимальная высота полёта, м | 10720 | 10500 |
| Дальность, км | 2474 (с дополнительными баками) | 4000 |
Конструкторы предложили создать более скоростной перехватчик на базе опытного разведчика Ki.46-Tei, имевшего двигатели с турбонаддувом. Но как уже было сказано выше, из-за ненадёжных моторов На-112-Otsu Ru серийный выпуск Ki.46-Tei не состоялся. Истребитель, соответственно, тоже не дождался путёвки в небо.
Последний пушечный Ki.46-Hei KAI выкатили из ворот завода в городе Тачикаве в конце марта 1945 г., но это был ещё не последний вариант «Дины». Лётная школа в Симосидзу, где тренировались все пилоты, готовящиеся к службе на Ki.46, заказала фирме «Мицубиси» небольшое количество учебных Ki.46-0tsu KAI.
Самолёт имел двойное управление, а кабина инструктора с выступающим фонарем находилась на месте центрального фюзеляжного бака.
