この間、どのような編成にするか、各種の案が出ていました。 ガスタービン車の計画が始まったころには１８１系の運転席後方の機械室に２２００馬力程度のガスタービンを搭載した動力車を両端に配し、中間に軽量の付随車を６〜７両ほど組み込んだプッシュプルタイプの動力集中方式の列車が構想されました。 １８１系は先頭車に合計７３０馬力ものディーゼルエンジンを積んでいますから、２２００馬力のガスタービン車のほうがかえって軽量になります。 変速機がないとはいえ、なにしろ２０００馬力超、あまり軽量になると全軸駆動でも空転が多発します。 おそらく軸重１０トン程度を目安に設計されたでしょう。 なんと４０トン程度でDD51と同じ出力を持つ、機関車ではない、気動車が計画されていたのです（直結駆動のため伝達効率がDD51よりよく、高速域の動輪周出力はガスタービン動車のほうが２割近く上回り、客席もキハ１８１並かやや少ない程度確保される計画であった）。 この方式は分割併合や輸送量に応じての編成両数の自由度がありませんが、線形に応じて付随車を増減して性能面の対応ができる利点はありました。 
その後、３９１の試作が決まると、同型の連接構造を１ユニットとし、３ユニットから６ユニット
で１編成を構成する案が登場しました。 しかし、この方式では山岳線でも平坦線でも性能が同一になる点や、変則的な連接構造のため車体長が在来車と一致せず、ホームなど接客施設の面で問題がありました。 電車でも結局は５９１系の連接式をやめて３８１系が誕生した経緯もあって通常の車体を採用する方向で計画が進んだようです。 伯備線程度であれば４Ｍ５Ｔから５Ｍ６Ｔ程度、より平坦線の場合は３Ｍ６Ｔから４Ｍ７Ｔ程度で対応するつもりだったようです。 当然、Ｍ車１両の出力は１０００馬力から１２００馬力程度に達し、エンジンの床下搭載か、車端搭載を想定していたようです。 振子車で大トルクをどうやって伝達する予定だったか興味ある話です。 ３９１の中バリ方式を用いて駆動系と車体を独立させようとしたのでしょうか。
しかし、残念ながら昭和４８年のオイルショックと国鉄経営、労使関係の破綻も手伝って現実の量産車は日の目を見ることはありませんでした。