В ходе работы над программой Фотон было рассмотрено более двадцати различных компоновок. Одна из первых версий "Фотона" имела традиционную компоновку, с незакрытыми крыльями, и приводилась в действие турбовинтовым двигателем Глушенкова TВД-10Б. Т-образное хвостовое оперение использовалось для того, чтобы разместить стабилизатор за пределами зоны действия крыла. Такая компоновка была отвергнута специалистами Лётно-исследовательского института (ЛИИ), которые указали на то, что поток от пропеллера будет нарушать воздушный поток вокруг крыльев и тем самым препятствовать проведению эксперимента.
После этого была разработана новая версия проекта «Фотон» с одним турбовентиляторным двигателем Ивченко АИ-25ТЛ, установленным над центральной частью фюзеляжа, и двухкилевым хвостовым оперением. Затем Казимира Жидовецкого, руководителя ОКБЭ, осенило: а почему бы не объединить две версии силовой установки — турбовинтовую в носовой части и турбовентиляторную? Это устранило бы необходимость в ВСУ, поскольку воздух для РЛС можно было бы забирать из компрессора АИ-25ТЛ. Жидовецкий также надеялся, что успешное завершение экспериментальной программы позволит превратить этот демонстрационный образец в прототип серийного лёгкого штурмовика.
В этой конфигурации силовая установка «Фотона» состояла из турбовинтового двигателя ТВД-20 Глушенкова, приводившего в движение трёхлопастной тянущий винт в носовой части, и турбовентиляторного двигателя АИ-25ТЛ, расположенного за кабиной пилота. Была выбрана компоновка с низкорасположенным крылом. Хвостовое оперение с двумя килями и низко расположенным хвостовым стабилизатором защищало сопло двигателя и снижало инфракрасную заметность. Для облегчения взлёта с неподготовленных взлётно-посадочных полос было выбрано шасси с убирающимся хвостовым колесом.
Проект, сопровождаемый настольной моделью, был представлен Военно-воздушным силам, которые отклонили его. Военные делали ставку на штурмовики с мощным вооружением и не видели необходимости в машине с боевой нагрузкой менее 5 тонн. Таким образом, надежда заручиться поддержкой военных для реализации проекта не оправдалась. Что ещё хуже, двигатель ТВД-20 ещё не был запущен в производство, и его перспективы были неопределёнными.
Всё это спровоцировало новый виток в работе над программой «Фотон». В 1984 году ОКБЭСА МАИ подготовило эскизный проект совершенно другого самолёта с тем же названием. Его силовая установка включала турбореактивный двигатель Туманского РУ19А-300 мощностью 900 кгс и четыре вспомогательные силовые установки АИ-9.
В 1985 году был создан прототип Фотон предназначенной только для испытаний в аэродинамической трубе (лётные испытания должны были проводиться на втором прототипе, который, однако, так и не был создан). Что касается первого прототипа, то он прошёл всесторонние испытания в аэродинамической трубе, которые позволили получить чрезвычайно ценные результаты в области систем прямого управления подъёмной силой.