国鉄キハ391系気動車
3車体ユニットのボギー構造の中間車体(定員なし)。7 m 級の車体の両端にT1・T3車用の出入口を持ち、その間は片通路式の通路の他は前位側から吸気室、ガスタービンエンジン、発電用ディーゼルエンジンからなる機器室で占められている。このため、片方の側面は通路用の窓が並ぶが、もう一方は空気取り入れ口があるのみで窓はない。このほか床上には空気圧縮機、補助燃料タンク(500.15L)を設ける。なお、本車体は各種機器類の搬入出の為に、屋根と機器室側面は取り外し可能となっているほか、室内からも機器室にアクセスできるよう5つの扉を設けた。また、機器室は防音の為、厚さ50 mm の防音壁で囲われている。本車体のみ前述したように普通鋼製であり、構体も含めて大宮工場で製作した。
しかし、同年7月に発表された堀田 (1973)によると量産車の構想は連接車から20 m 級ボギー車による1M1Tのユニット方式に変化した。これはキハ391系で主に連接構造に起因する 次の諸問題が露呈していたことによる。
前述のキハ391系が採用していた特殊な連接構造では、中梁の存在によって空気ばねの支点を高くすることが出来ず、車体がローリングを起こしやすい欠点があった。また構造も複雑であるため、20 m ボギー車とすることで構造の簡素化、部品の標準化を図れる。
曲線出入時に中梁と先頭台車枕梁を結ぶZリンク部の応力が過大となり、軌道にかかる横圧軽減のために心皿移動を行うとZリンク部にかかる応力がさらに増大したため、現在の構造では長期間の使用に耐えないと考えられた。それに対して構造強化のため中梁の配置スペースを大きくとると、艤装面や重量、重心の面で不利となるため、通常構造のボギー車が望ましいと考えられた。
ガスタービン車の課題の一つである騒音の低減のため、吸気部・排気部の消音器の容量を大きくし、ガスタービンエンジンと消音器の距離をなるべく長くとる方が有利とされたため、ガスタービンエンジンは床下搭載のほうが有利となる。また、床下搭載とすることで、さらなる低重心化と定員増加の面でも有利と考えられた。しかし、キハ391系の構造では前述したように床下搭載は不可能であった。
キハ391系のM2車は軸重11 t 程度(10.5 t)で2軸駆動としているが、この軸重での2軸駆動は1,000ps超の出力をもっても、レール・車輪踏面間が湿潤の場合、中速域で空転が発生する問題があり、4軸駆動が必要と考えられた。この艤装には通常のボギー車が適当と考えられた。
しかし20 m 級ボギー車を4軸駆動とした場合、推進軸が非常に長くなり、その推進軸の反作用が自然振子を抑制するのではないか、という疑念があった。このため、量産先行車の制作に先立ってボギー構造の第2次試験車を制作する計画となり、同年にすべての走行試験を終えていた591系電車を改造する計画まで立ち上がっていた。
当初1973年(昭和48年)度は長期走行試験を実施して量産先行車制作へのデータを収集する計画であった。