登場から六年が経過し、陳腐化の目立ってきた九四式水上偵察機を代替するために、1940年に採用された三座水上偵察機。海軍での識別記号は「E13A」。潜水艦用の「零式小型水上偵察機」と区別するために「零式三座水上偵察機」と呼ばれることもある。三座水上偵察機は敵艦隊の捜索のような長距離偵察任務を主とした機体で、航法員への負担を軽減させるために操縦手・航法員・電信員の三人乗務としている。短距離偵察や弾着観測用の「二座水上偵察機」(つまり「瑞雲」)は新型機が多かったものの、「三座水上偵察機」は事実上本機が最後の機体であった。
設計は水上機製造に長けた愛知航空機が行い、製造は愛知航空機のほか広海軍工廠や九州の渡辺鉄工所などで行われた。と言うより、圧倒的に愛知以外の製造機のほうが多い。当初本機は「十二試水偵」のコンペに応募するために設計されたのだが、愛知航空機側の多忙と人員不足によって開発が間に合わずコンペには失格となった機体であった。しかし競合相手の川西機が事故を起こしたため、海軍は急遽自社での研究用として開発を続行していた本機を試験し、結果優秀な成績を得たことから採用に至ったのである。日本では初となる低翼単葉、全金属製の水上偵察機で、二つの大きなフロートを持つ双フロート方式の形状を持っている。また主翼は折りたたみが可能。速度性能は複葉・鋼管フレーム布貼りの九四式水上偵察機に比べ格段に向上しており、胴体内に爆弾倉も備え、250kg爆弾の運用も行えた。
太平洋戦争時には重巡以上の艦艇の搭載機はほぼ本機と「零式水上観測機」に代替され、また基地航空隊での配備も進んでいる。ミッドウェー海戦で発進が遅れ、後の世で物議をかもした「利根」四番機も本機。(それでも「九四式水上偵察機」を完全に駆逐するには至らず、「九四式水上偵察機」も基地航空隊や夜戦上等の軽巡洋艦などでは戦争中期まで偵察用として使われていた)戦局が進むに連れ徐々に水上機特有の速力・加速力不足の問題も露呈してきたが、艦上偵察機による航空偵察への転換(つまり「彩雲」)が遅れたのも相まって、本機の出番は減ることはなかった。戦争後期になっても短距離船団の護衛や対潜哨戒任務にと本機は活躍し、終戦まで本土だけではなく、外地の島々でも活躍を果たしていたのである。現在は鹿児島県南さつま市の加世田平和祈念館に海中から引き上げられた機体が保存されている。
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