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在“Z计划”报批的同时，联合舰队针对珍珠港作战的各项准备工作也在紧锣密鼓地进行之中。山本知道，军令部以及诸多反对者提出的质疑都不无道理，这些问题必须在开战前予以解决。突出的三大问题是：海上补给、浅水鱼雷和如何提高投弹的命中率。
8月19日，停泊在佐伯湾的“长门”号甲板上，一前一后站着两个个子不高的日本军官，目光深邃，若有所思。
“海上加油问题解决得怎么样啦？”问话的是山本。
“从目前情况来看，成功的希望很大，前景非常乐观。”回答的是源田实。
“必须选择一处与珍珠港类似的地形进行强化训练。”
“是的，长官。我已经为您选好了一个地方，鹿儿岛。那里的地形与珍珠港惊人相似，同样是空间狭窄、建筑拥挤、烟囱林立，水深也是12米左右。我还为您挑选了一个杰出的训练教官。此人是我的同班同学，叫渊田美津雄。他有3000个小时以上的飞行经验，是我们海军航空兵中的绝顶高手。关键是他具有坚强的品质，能够胜任艰苦的训练和今后战争中的空中指挥。他以前是‘赤城’号的飞行队长，现任第三航空战队航空参谋。”
“渊田？”这个名字让山本怦然心动。他立即想到了一年前启发他灵感的那次军事演习，当时航空参谋佐佐木就提过这个名字。山本马上告诉源田：“你立即通知军令部，调他过来，越快越好。”
就这样，20世纪最大的骗子之一，渊田美津雄走上了前台——他以当事人身份精心编造中途岛海战的“生死五分钟”，欺骗了世人半个世纪之久，届时详叙。留着两撇小胡子的渊田是希特勒的铁杆粉丝，那小胡子就是根据偶像的肖像精心打造的。渊田和源田是“海兵”的同班同学，两人从那时起就是挚友，还一起倡导航空兵制胜理论。从这一时刻起，渊田和源田就开始默契配合，一静一动，相得益彰，在太平洋上掀起阵阵血雨腥风。如果为两人找一对类似搭档，老酒认为，非九一八事变中的石原莞尔和板垣征四郎莫属。
渊田美津雄很快接到了上级的调令。调令不奇怪，关键是新职务有点诡异。一年前，渊田就是“赤城”号航母的飞行队长，之前刚刚调任第三航空战队任参谋不久，怎么这么快又调回原职呢？实际上，这一调动意味着降职，渊田心里直嘀咕，最近似乎也没犯什么错误啊？
有点郁闷的渊田就去找了第三航空战队司令官，日本海军中的猛将——人称“逢敌必战”的角田觉治海军少将。
角田也是一头雾水。按照海军的晋升规定，渊田一个月后就该晋升中佐了。此时渊田已经39岁，已过了飞行员的黄金年龄。上了年纪，不管经验如何丰富，长时间空中飞行，体力肯定吃不消。虽然按规定少佐和中佐都可以担任航母的飞行队长，但实际上中佐飞行队长之前尚无先例。
角田挠着头皮告诉渊田：“也许弄错了，可能是调你去当飞行长吧？先不管他，你去看看再说。现在看来，与美国开战已不可避免，此时调你去，说不定另有深意。我马上安排给你开个欢送会。”
与此同时，在第一航空舰队司令部，几大核心人物在进行着对攻击方式的讨论。
源田：“对珍珠港的攻击不能只靠鱼雷，鱼雷攻击不是哪个飞行员都干得了的。要精里挑精，还要训练有素才行，水平不够的这时候再训练已经来不及了。另外，万一美军布设了防雷栅，鱼雷机就无用武之地了，所以水平轰炸必须同时实施。”
南云：“只凭借精确度较高的俯冲轰炸不行吗？”
源田：“战列舰装甲很厚，靠俯冲轰炸是炸不动的，充其量只能破坏舱面设备。要给战列舰造成致命打击，除了鱼雷攻击之外，必须同时实施水平轰炸。”
草鹿：“不过，对航空母舰俯冲轰炸还是可行的吧？”
源田：“对。航空母舰构造脆弱，进行俯冲轰炸就足够了，俯冲轰炸机队可以作为攻击航空母舰的主力。”
当时在第一航空舰队里，能担负珍珠港作战任务的水平轰炸机和鱼雷机是同型机，都是九七式舰载攻击机。从攻击效果来看，当然是鱼雷攻击最好。从美国杂志的照片上看，太平洋舰队在珍珠港两艘军舰并排停靠码头上的可能性很大。如果是这样，对于停靠在外侧的军舰，鱼雷攻击就不在话下，但对停在内侧的军舰，鱼雷就无能为力了。因此，必须同时实施水平轰炸，问题在于如何提高水平轰炸的命中率。
当时日本海军采用的对舰水平轰炸方法，一般是以九机编队为一个攻击单位。这种轰炸方法不是由单机轮流投弹，这样很可能导致命中率为零，而是九架飞机同时投弹，争取其中至少有一颗炸弹命中。源田说：“为了提高命中率，最简单的办法就是增加攻击单位，这就意味着需要增加很多飞机。”
草鹿：“这个问题短时间很难解决，暂时先搁下。总之飞行队长要赶紧按照这个计划组织训练。”
源田：“我们还要跟技术部门联系，请他们再详细研究一下浅水鱼雷攻击、提高炸弹贯穿力和切割防雷栅等问题。”
南云：“总之时间不多了，要抓紧干。”
9月初，“赤城”号飞行队长渊田美津雄正式出任联合训练总教官，负责“赤城”“加贺”“苍龙”“飞龙”4艘航母所有飞机的训练。此后，渊田指挥400多名鱼雷机、轰炸机、战斗机飞行员开始了战前紧张的魔鬼训练。
各机种分不同地点进行训练。鱼雷机队的训练地在鹿儿岛，水平轰炸机队在八代海岸的出水基地，俯冲轰炸机队在鹿屋附近的笠野原和日向滩的富高基地，全部战斗机队在佐伯湾的佐伯基地。虽然任务异常繁重，但是渊田毫无怨言。他有一种预感，未来不久可能要发生什么大事情。
“从岛的半山腰穿过去，进入峡谷，飞行高度50米，各机相距150米，再飞到鹿儿岛市上空，高度降到40米，接近海面时高度20米，保持高度，对准目标发射鱼雷。对，是模拟鱼雷。”渊田对着一帮飞行员高喊着，这样的飞行高度连一些经验丰富的老飞行员都觉着两腿发抖。
一架接一架的鱼雷机从山谷中冲出，几乎是擦着屋顶冲向海面。强大的冲击气流把附近居民的晾衣竿都吹倒了。
“海军这帮混蛋，搞的什么鬼玩意？”被吓坏了的鹿儿岛居民纷纷骂道。这段时间，由于这帮瘟神肆无忌惮地在低空飞来飞去，他们养的老母鸡都不下蛋了。鹿儿岛的市民把航空兵的训练叫作“海鹫杂技”。令人啼笑皆非的是，包括渊田在内，这些参加训练的飞行员根本不明白究竟为什么要搞这种极端危险的魔术游戏。
答案很简单，珍珠港的水深只有12米左右，这就要求鱼雷机发射鱼雷时的高度越低越好。按照通常的发射高度，鱼雷会统统沉入海底。
第四天，渊田将鱼雷机飞行员全部集中在一起，准备亲自做一次示范。只见他驾驶鱼雷机在抵近海滩时高度降到了仅10米左右，几乎是贴着海面发出鱼雷。之后飞机迅速抬头拔高，海面上红头白身的训练鱼雷准确命中目标。
掌声四起！飞行员被教练的娴熟技术折服。随后的训练尽管也有飞机不慎坠入大海，但鱼雷的命中率在不断提高。
对于战列舰这样皮糙肉厚的大家伙，鱼雷才是最锋利的攻击武器，容易遭受攻击的侧舷是战列舰的死穴，因此作战使用的浅水鱼雷就成为亟待解决的首要难题。山本把浅水鱼雷的技术问题交给了福留繁。其实在塔兰托战役的刺激下，日本海军早于1941年春就开始对下沉深度为12米的浅水鱼雷进行了研究。福留繁将任务交给了横须贺基地的海军鱼雷专家爱甲文雄海军中佐。
接到研制浅水鱼雷的命令后，爱甲文雄立即开始组织技术人员夜以继日地进行攻关。英国人曾经在塔兰托港内用浅水鱼雷重创意大利海军，当时他们的方法是在鱼雷上装置“木鳍”。日本人通过驻罗马和伦敦的使馆搞到了一些技术细节资料，立即交给爱甲文雄进行类似试验。
到了9月，装有特殊稳定尾鳍的浅水鱼雷终于改制成功。爱甲用飞机平衡器做成木翅安装在鱼雷上，大大减轻了鱼雷的下沉。为了验证新方法是否可行，爱甲决定在鹿儿岛进行现场试验。渊田按照技术水平上、中、下三个层次各挑选一名飞行员，让他们驾驶携载改装鱼雷的轰炸机，依次在预先水深20米处竖好标志的鹿儿岛港内发射鱼雷。试验结果发现，发射的3条鱼雷，有2条达到了预期目的——入水后不超过12米，只有技术最差的那个飞行员把鱼雷射入了海底。可以说，如果飞行员技术进一步提高，经过改装的鱼雷80％都适宜在珍珠港的浅水中使用。
渊田兴奋地拥抱了爱甲文雄：“您给鱼雷装上了翅膀。”之后他开始激励随他训练的飞行员：“今天我们试验的成功率是三分之二，照这样干，我们是绝对有把握成功的。”
现在的问题是，要在进击前赶制出符合作战要求的那些木翅。尽管对是否实施珍珠港作战还持有异议，但军令部还是立即将这种鱼雷的改造作为特急项目，向长崎三菱兵工厂订货制造。这样，在出发前，第一航空舰队收到了40条这样的改制鱼雷。数量少了点，但总比没有强。后来的事实证明，如果日本能够有80条或者更多的浅水鱼雷，对美军舰队造成的打击将更加致命。
与此同时，水平轰炸机的训练在出水基地的靶场进行。每架飞机都接受了至少50次的训练。海滩上，阿部平次郎大尉用石灰画出了一艘战舰的模型，那是美军“加利福尼亚”号战列舰的轮廓，阿部命令所有飞机向这艘影子战舰投放练习弹。
水平轰炸机使用的是800公斤的穿甲炸弹，是用战列舰的406毫米炮弹临时改制的。弹上装有直尾翅，这样就会垂直落下，一旦命中目标，多么坚固的甲板都承受不起。对美国战列舰的装甲，也进行了周密详细的调查分析。研究的结果是，如果要使这种炸弹穿透美国战列舰的装甲，投弹高度最低限度是3000米。降低投弹高度就可以提高命中率，所以决定把原来计划的4000米投弹高度改为3000米。虽然这样做会增加飞机被高射炮火击中的危险，但舍不得孩子套不住狼，降低高度也是没有办法的办法。
飞行员在训练中不断试验投弹高度和精度，经过数周的刻苦训练，轰炸的效果非常可观。最后达到了在3000米高度投弹落地误差不超过30米，命中率高达80%以上。高空水平轰炸能达到这样的精度，无疑已经符合了实战要求。
由于水平轰炸机的数量无法在短时间内得到补充，即使能补充，也没有那么多高水平的飞行员，因此将原来的九机编队改为五机编队。这样，50架轰炸机就能编成10个攻击单位。按照80%的命中率，至少可以保证10个攻击单位有8个命中目标。对舰船的水平轰炸能达到这样的命中率，也算是很高的了。
由江草隆繁少佐指挥的俯冲轰炸机训练在笠野原和富高空军基地进行。由于要实施俯冲，每架飞机只能携带一颗250公斤炸弹。为了确保轰炸效果，军令部军械课特地从德国布洛姆·福斯公司购买了50毫米的舰用装甲板，模拟美国战列舰上使用的伯利恒钢铁公司的装甲板，以检验轰炸效果。通过训练得到的结果是，俯冲轰炸机在4000米的高度开始俯冲，400米的高度投弹，可以获得最佳命中率。在顺风的条件下，还可以采取加大俯冲角度的办法来提高命中率。最后，综合命中率超过了80%，这也是一个惊人的数字。
为了确保鱼雷机、轰炸机能够尽可能地自由投弹，就必须保证安全，因此取得战场制空权至关重要。由板谷茂少佐率领的战斗机飞行员训练，在日本最南端九州的佐伯空军基地进行。他们使用的就是赫赫有名的零式战斗机，简称“零战”。这是当时全球最出色的战斗机。战斗机的训练目标相对简单，就是想尽办法把美军的飞机打下来就OK了。
在强化训练的同时，还确定了第一波攻击不同机种的具体攻击目标。鱼雷攻击机的目标是停靠在外侧的战列舰，水平轰炸机的目标是停泊在内侧的战列舰。在遭到鱼雷机和水平轰炸机的打击后，战列舰和航空母舰等大型战舰即使没有沉没也已经倾倒，没有装甲保护的水下部分也就是肚皮就会露出水面，这样，第二波的水平轰炸机以及俯冲轰炸机就可以将其彻底送入海底。
训练场上厉兵秣马，训练场外也有好消息传来。9月25日，“瑞鹤”号航空母舰竣工服役，与8月竣工的“翔鹤”号航母一起编组为由原忠一指挥的第五航空战队，同时编入第一航空舰队。参加珍珠港作战的攻击力量大大加强。
尽管第五航空战队的飞行员技术水平也不低，但他们大多是从陆基航空队新近调入，因此还在忙于进行航母起飞和着舰的强化训练。同第一、第二航空战队的老鸟相比，这些人不过是新兵蛋子。技术上存在的差距不是短时间训练就能解决的。
基于这一情况，机动部队迅速对攻击任务做出调整。需要特殊训练的对舰攻击，由水平相对较高的第一、第二航空战队的飞行队承担。至于攻击难度较小的敌陆上机场，就留给第五航空战队新编的各飞行队了。
与此同时，参战舰艇的专项强化训练也在紧锣密鼓地进行。水面舰艇需要攻克的难关，主要是为适应北航线的气候特点，进行在恶劣气候下的海上加油训练。技术人员对加油设备进行了改进，还对加油方法进行了分析研究，帮助舰艇部队不断提高海上加油的效率。一个关键的问题是，北线严寒的气候会导致加油管变脆，一拉很容易断裂。这一问题迟迟得不到解决，南云已经开始准备在舰上加装油桶了。
10月9日吃午饭的时候，草鹿龙之介忽然灵机一动：“都是妈妈抱着孩子给孩子喂奶，孩子能不能抱着妈妈来吃奶呢？”也就是说，现在都是用加油舰拉着战舰加油，能不能让大型航母、战列舰拉着油船补给呢？当时大家饭也不吃了，放下饭碗就进行现场试验，效果果真良好。海上加油的问题也算有了着落。
南云还是不能放心。他下令将参战舰只上所有能放置物品的地方，包括通道都堆满装满燃油的油桶。为了节省每一滴燃油，规定航行途中严格的用油制度。照明灯数减少了，淡水不得浪费，舰员不得洗澡，暖气也停止开放。这样，万一风浪太大不能进行海上加油，各舰可以在攻击之后保持返航一半航程的续航力，能够到达东经160°一线，至少可以脱离敌机的攻击范围。另外还规定，空油桶不能随便扔入海中，以免被敌人的飞机或潜艇发现，都必须砸扁集中堆放起来。
反对归反对，干起事来一点都不含糊，南云甚至做好了孤注一掷的最坏打算。万一风浪天气连续不断，确实无法进行海上加油时，南云准备让必须加油的警戒部队，也就是1艘轻巡洋舰和8艘驱逐舰中途提前返航，其余部队在缺乏护航的情况下，裸身继续冲向珍珠港！
10月16日，就在第三次近卫文麿内阁总辞的差不多时间，源田和渊田双双晋升为海军中佐。
除了空中袭击和水面舰艇部队之外，参与珍珠港作战的还有一支特殊部队，使用的武器是特种微型潜艇。这支部队在原田觉海军大佐的带领下，早在7月就提出了“用普通潜艇运载特种潜艇，悄悄潜入敌舰队停泊的港口，对敌舰发起突然攻击”的思路。9月初，原田带着岩佐大尉一起前往旗舰“长门”号，恳请山本批准使用特种潜艇进攻珍珠港。
这种特种潜艇在攻击之后没有任何返航的可能，纯粹属于有去无回的自杀式攻击。对于岩佐等人拟订的死亡攻击计划，山本虽然深为感动，仍断然拒绝了他们的请求。
失望的特种潜艇部队并没有灰心，他们回去后立即对原来的自杀性攻击计划进行了修改补充：潜艇攻击结束后，在预定营救地点与潜水母艇会合，只营救舰艇士兵，放弃特种潜艇。他们再次要求山本采纳这一计划。山本为其报国热情深深感动，终于默许。其实山本同意这一计划的一个重要原因在于，他最信任的黑岛对这种战法倍加推崇。在进行图上作战演习时，山本便以对舰艇士兵的营救工作必须做到万无一失为条件，正式予以批准。事实上，用特种潜艇进攻夏威夷的计划是出于一些青年军官以身殉国的热情制订出来的，并不具可操作性。事后表明，特种潜艇攻击是整个珍珠港作战中日军为数不多的败笔之一。
以上各部队的训练都在极其秘密的情况下进行，除极个别高级军官，所有参训人员只知道训练要求，根本不知道训练的最终目的。
联合舰队就这样在神不知鬼不觉中秣马厉兵，疯狂地进行着紧张而秘密的实战训练。数月近乎残酷的强化演习取得了明显的成果。但山本似乎仍不满意。
有一次，渊田就在鹿儿岛和其他地点所取得的良好训练成绩，踌躇满志地对联合舰队航空参谋佐佐木说：“这回司令长官对我们总该满意了吧？”
“我向长官汇报时也以为他会满意。但从长官的口气与脸色来看，他并不满意，他好像还嫌攻击时间的间隔过长，他说应该设法缩短间隔时间。”
听了佐佐木的话，渊田很是失落。满心希望能得到山本司令官的褒奖，没想到碰了一鼻子灰。
11月1日，山本在“长门”号上亲自接见了渊田。渊田感觉到，殚精竭虑的山本面容略显憔悴，看上去苍老了许多，只有那双眼睛依然炯炯有神。
“珍珠港之战关乎帝国的生死存亡，联合舰队必须做好百分之百的准备，而绝不是百分之九十九。”山本意味深长地叹了口气，继续对渊田说，“所谓谋事在人，成事在天，希望你能理解我的一片苦心。”
“请长官放心，我等一定尽百分之一百二十的努力！”渊田被山本的神情和话语深深感动，说话的声音都有点颤抖，先前的些许怨气早已消失得无影无踪。
