虽然再次偷袭的计划被取消了，但是K作战计划并没有彻底终止。由于当时山本五十六正在考虑以中途岛为诱饵，进行一场美日舰队决战的计划，因此需要对中途岛和附近的约翰斯顿岛进行一次全面而秘密的侦察。由于距离很远，只有二式飞行艇能执行这样的任务。虽然中途岛计划当时还处于争论和研究阶段，但是这项侦察命令却很快被下达。
3月10日21时50分，横滨航空队的2架飞行艇(包括匆匆修复的2号机)相继从沃特杰岛起飞。这次兵分两路，1号机负责对中途岛实施侦察，而2号机负责对约翰斯顿岛进行侦察，其中1号机仍然是桥爪大尉的座机。经过长时间的枯燥飞行，1号机于次日早晨8时50分抵达了中途岛上空。这时，它突然遭遇到岛上起飞的F2F水牛式战斗机的拦截。随后，沃特杰岛上的日军在收到了该机发来的一长串无法理解的电码之后，就失去了联系。日军判断，1号机已经遭遇了不测(桥爪寿雄大尉也按照惯例追晋少佐军衔)。而2号机没有遭到美军的任何拦截，顺利地完成了任务，安全返回沃特杰岛。
这次侦察任务的损失，导致二式飞行艇部队丧失了一半的战斗力，横滨航空队司令以飞行艇数量不足为理由，要求将所部撤回本土，而飞行艇返回横须贺基地。但是，联合舰队还是期望能在计划中的中途岛行动中使用这种飞行艇，因此没有同意这个建议。同时，还将第二次K作战计划延期到5月末。
◆珍珠港侦察行动
4月5日，中途岛计划终于得到批准，随即由于4月18日东京遭到空袭，中途岛进攻计划铁板钉钉，无人能撼动。但是在5月1日联合舰队进行的兵棋推进演习中，出现了美国舰队截击到日本舰队的情况，造成了机动舰队较大的损失。虽然，后来结果遭到了“无耻”的改判，但是在这种情况下，制订具体计划的联合舰队首席参谋黑岛龟人大佐不得不开始考虑怎样完善自己的计划，使得联合舰队在进攻前更多了解美国太平洋舰队的动向。他很快从二式飞行艇已经对珍珠港的空袭中找到了灵感，5月8日，他在中途岛计划内补充了一条——在攻击前一周，由潜水艇加油的二式飞行艇对珍珠港实施侦察，以确定美军舰队的最新情报。行动仍沿用“K作战计划”的称呼。(当时日军考虑过使用潜艇或潜艇携带的小型侦察机来执行这项任务，不过由于前者侦察距离有限，又容易遭到巡逻飞机干扰；后者不适合在戒备森严的夏威夷地区执行任务而作罢。)
侦察方案确定之后，联合舰队决定以6艘潜艇参加这次行动，分别是伊-121、122、123、171、174、175。各潜艇自5月20日起，从夸贾林基地出发，进入法属弗里格特浅礁和夏威夷附近的阵位。不知道是不是因为计划定的匆忙，潜艇部队来不及调整部署，参加行动的潜艇中伊-121、122、123均是陈旧的布雷潜艇，而伊-171、174、175都是需要参加中途岛作战的潜艇(这点造成的影响后面将提及)。而岸基航空兵将派遣2架二式飞行艇抵达沃特杰岛，准备执行侦察任务。
5月30日(资料如此，从后文看起来更合理的说法是29日夜)，伊-121、122、123抵达了法属弗里格特浅礁。当天，伊-171也抵达M点，准备导航；伊-174、175在夏威夷附近占领阵位，负责飞行艇的救援和巡逻、气象观察任务。而2架二式飞行艇也按时抵达沃特杰岛，它们计划在5月30日零点起飞，当地日落前14时30分抵达法属弗里格特浅礁；由潜艇加油后一个半小时内起飞，于20时45分抵达夏威夷上空，完成侦察任务后于次日9时20分返回(在渊田美津雄和奥宫正武合著的《中途岛海战》中写成6月1日9时20分，因为按照常规判断，所谓零点是一天的开始。那么如果返回时间真是6月1日，那么实际飞行时间为2天多，这与实际不相符合，不知道这个矛盾该如何解决，于是用了次日一语，以待高人查证)。计划和准备工作看起来都很顺利，但是当伊-121等潜艇抵达法属弗里格特浅礁之时就发现，在当地水域还停泊着2艘美国军舰(据说是美军水上飞机供应船“桑顿”号和“巴拉德”号)。在接下来的日子里，美军船只始终没有离开当地。这对于日本人的计划是一种挫折，他们不能在有美国军舰存在的水域进行加油作业。日本潜艇军官一直期望美军船只能在30日之前离开这里，但是这种期望很快破灭了。29日深夜，伊-123号艇长上野利武少佐不得不把当地的情况以电报通知夸贾林基地，表示无法执行加油任务。很快，他接到了第24航空战队司令后藤英次中将的回复，K计划延期一天，并要求它们继续监视美军军舰的情况。
30日夜晚，日本潜艇指挥官惊喜地发现美军军舰已经离开，但是有一架水上飞机(亦有说法是2架)留了下来——补给还是不能进行。半夜过后，日本潜艇指挥官再次发电报给夸贾林基地，他得到的回答直接来自后藤中将的上司第11航空舰队司令冢原二四三中将。航空部队的指挥官经过讨论认为，美军一定已经把法属弗里格特浅礁当作了水上飞机基地，因此命令部队——K作战计划正式取消。
◆后记
日本人一直以为，这次作战最终被取消是一种天意。但是实际根据战后披露的材料来看，由于日本海军密码的被破译，美军早就已经掌握了日军将在法属弗里格特浅礁进行侦察机加油作业的情况，因此美军的水上供应船和水上飞机是有意布置在那里监视日军的。最终这种对策取得了很好的效果，成为中途岛作战胜利的一个重要战术因素。事实上，由于日军未能及时派出侦察力量对珍珠港进行最后侦察，根本不清楚美国太平洋舰队的备战情况，所以机动部队一直在盲目中进行作战，为南云换弹犹豫不决埋下了伏笔。此外，由于部分潜艇被牵制在这一作战行动中，迟迟不能赶到中途岛计划中的潜艇监视线(伊-171、174、175本该在6月1日抵达甲展开线，实际到6月3日和4日才抵达，失去了原计划的作用)，虽然没有直接造成严重的后果，但是也可以看出日本海军仓促草率的作风和手忙脚乱的表现。正是由于开战的一切顺利孳生出的骄傲导致这种局面，也导致中途岛海战的彻底失败。
川西二式大艇简介
1938年九七式飞行艇装备日本海军航空兵使用后，日本海军向川西公司提出设计性能更好的后继型的要求。除了重视续航能力之外，还要兼顾飞行艇的高速性，为此川西公司组织人力物力进行开发，于1940年完成了第一架原型机，称为十三试大型飞行艇(H8K1)，安装1410马力火星11型气冷发动机4台。经过公司内部一系列的测试之后，通过日本海军航空兵的验收，于1942年2月正式服役。美军对其称呼为"Emily"。
二式飞行艇发展了许多型号，其中第一种服役型号为11型(H8K1)，装备4台1410马力的火星12型气冷发动机，装备20毫米机炮3门，7.7毫米机枪3挺。后来又出现改进型号12型(H8K2)、22型(H8K3)、23型(H8K4)以及从原型机发展出的H8K1-L(亦有资料说是H8K2-L)。H8K1-L后来成为二式飞行艇运输型——晴空。从12型到23型，主要区别是在武器装备、发动机和防弹设施。参加K作战的，应该是最初的11型。
11型飞行艇的性能参数：
机长28.13米
翼展38米
机高9.15米
最大起飞重量31000公斤
乘员10人
发动机4台火星11型气冷14缸
输出功率1410马力
最大航速433公里/小时
最大航程7200公里
升限7630米
自卫火力20毫米机炮3门
7.7毫米机枪3挺
武器载荷2枚航空鱼雷
或8枚250公斤炸弹
或16枚60公斤深水炸弹
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