На первом этапе работ по программе «Звезда», военный аппарат 7К-ВИ мало чем отличался от гражданского пилотируемого корабля 7К-ОК. Корабль также состоял из трех отсеков, которые были установлены друг за другом в той же последовательности. Однако в 1966 году ведущий конструктор завода «Прогресс» Дмитрий Козлов принял решение полностью переработать проект. Новый вариант военного исследователя предполагал смену компоновки, спускаемый аппарат и орбитальный отсек должны были поменяться местами. После изменений капсула с космонавтами размещалась сверху. Под креслами космонавтов имелся люк, ведущий вниз в орбитальный отсек цилиндрической формы, сам отсек увеличился в размерах. Экипаж корабля должен был состоять из двух человек, максимальная масса — 6,6 тонны.
Отличительной особенностью нового военного «Союза» являлось наличие вооружения в виде скорострельной 23-мм автоматической авиационной пушки НР-23 Нудельмана — Рихтера, которую адаптировали для использования в космосе. Пушка была установлена сверху на спускаемом аппарате. Конструкторы адаптировали орудие для работы в условиях вакуума. Основным предназначением автоматической пушки являлась защита военного исследователя от спутников-перехватчиков и кораблей-инспекторов вероятного противника. Для наведения автоматической пушки на цель экипаж должен был поворачивать весь корабль, а для прицеливания использовать визир. Специально для отработки возможности применения пушки в космосе были проведены масштабные испытания на специально построенном для этих целей динамическом стенде. Испытания подтвердили возможность использования пушки в космосе, отдача от стрельбы не привела бы к кувыркам аппарата 7К-ВИ.
