Ki-45 二号样机
情况不妙了，川崎的技术人员虽然经过很大的努力，还是不能解决 Ha-20 乙的不可靠问题，最后只好决定放弃它。1940 年 4 月，川崎制作了一架叫做“Ki-45 第一次性能提升机”的样机，使用的是 Ha-25 发动机。
和 Ha-20 乙一样，Ha-25 为中岛公司开发的星型风冷发动机，和单列 9 缸的 Ha-20 乙不同的是 Ha-25 是双列 14 缸。缸径比 Ha-20 乙小 5 毫米，是 130 毫米，行程和 Ha-20 乙一样是 150 毫米，虽然单个汽缸比 Ha-20 乙的汽缸要小，但是由于数量的优势总容量达到 27.9 公升，超出 Ha-20 乙 6.6 升，3,000 米高度达到 950 马力。Ha-25 外径为 1,115 毫米，虽然比 Ha-20 乙大出一圈，而且重出 102 千克（达到 530 千克），不过却可由功率差来弥补。
和处于试验阶段的 Ha-20 乙相比，Ha-25 最大的优势在于已经投入使用、相对可靠。Ha-25 从 1931 年设计开始到 1932 年完成，在海军中称为“荣”式。1938 年底日本海军制成使用荣 11 式发动机的九七式 3 号舰载攻击机；而海军的 12 号试验舰载战斗机自三号样机以后也使用这种发动机，即为后来著名的零式战斗机；海军也把荣式发动机作为正在开发的 13 号试验双发战斗机的标准装备，即为后来那个名字奇美造型暴恶的“月光”式战斗机。
陆军到 1939 年才使用 Ha-25，称之为九九式 950 马力发动机（当年为日本建国皇纪 2599 年），装备在 Ki-43 样机上，即为后来的陆军一式战斗机“隼”式。而和 Ki-45 差不多时间开发的 Ki-46 也准备在 Ha-20 乙、Ha-26 和 Ha-25 中挑选一种，即为后来的百式司令部侦察机。而 Ki-45 采用 Ha-25 可以说是迫不得已，因为原本计划是吃定 Ha-20 乙一种发动机，却没想到碰到这么多麻烦。真应了那句老话“满口话不好说”嘛。不过，即便按照格斗性能至上的理论，采用 Ha-25 还是明智的，虽然两台 Ha-20 乙要轻出 200 千克左右，但是以它的性能即便成功使用，凭借 800 马力左右（790～820 马力）的也难以让 Ki-45 飞到 Ha-25 提供的 520 公里/小时的速度。
Ki-45 的 7 号机（4507 号，即追加第 4 号样机）首先装备 Ha-25，1940 年 7 月制成。机身的基本构造和以往的 Ki-45 没有大区别，主要针对发动机舱进行了一些改动。发动机舱在机翼后部的延伸变长，外形配合 Ha-25 适当增大，所以主起落架能够完全收入舱内。在首次飞行时，7 号机在开足马力爬升的情况下因发动机舱周围发生乱流导致主翼失速，不得不紧急迫降，结果损坏了螺旋桨叶、主起落架和翼尖部件。在经过迅速的修理之后，8 月底开始新的试验，结果测试在 4,000 米高度飞出 480 公里/小时和 3,500 米高度 520 公里/小时的速度，其余各项性能均比 Ki-45 有大幅度的改善。川崎马上把追加样机 1、2、3 号（4504－4506）全部改装上 Ha-25 发动机，后续的追加 8、9、10、11 号机全部安装 Ha-25。
不过，虽然性能提升机有一定程度的提高，但是仍然不能满足实战要求。到 1940 年 10 月，Ki-45 项目被砍掉。川崎开发的“第二次性能提升机”被作为新机型 Ki-45 改的计划继续进行下去。不过，川崎仍旧认为换装发动机是正确的，评价“应该从开始就采用 Ha-25”。
