В целом схема орудия была выработана уже в 1969–1970 гг. и строилась вокруг выстрелов со 120-мм снарядами с готовыми нарезами и нарезного ствола с нарезами постоянной крутизны. Предполагалось в казенной части ствола крепить откидную камеру с реактивным соплом. При установке камеры орудие работало как казнозарядное безоткатное, а снаряд комбинировался с метательным зарядом в перфорированной металлической гильзе. Для использования в качестве миномета камера откидывалась и крепился казенник, закрывавший ствол с казенной части. К снаряду крепилось зарядное устройство с переменными зарядами в картузах, а заряжание производилось с дульной части, как и у большинства минометов. На опытной установке камера с соплом крепилась на резьбе.
Поскольку орудие разрабатывалось в качестве горного, А.Г. Новожилов и Ю.В. Минаев даже посетили Закавказский военный округ, где вместе с офицерами Тбилисского артиллерийского училища изучили условия применения таких орудий в горах, возможность выбора позиций и ведения огня. В целом получалось, что орудие сможет работать в горах и как безоткатное — даже с учетом немалой опасной зоны за соплом при выстреле и тем более — как миномет.
Могущество боеприпасов и возможность получения новых баллистических решений делали тему весьма заманчивой. Опытные стрельбы при отработке баллистики комбинированного орудия проводились на полигоне ЦНИИТОЧМАШ, затем на полигоне НИИ «Геодезия» в подмосковном Красноармейске и на Лужском полигоне (совместно с 37-м НИИ). «Стрельба в Луге, — рассказывает В.А. Караков, руководивший тогда группой по боеприпасам к новому орудию, — велась французскими снарядами, но с нашими зарядами для безоткатки. Когда мы получили реальные разрывы — уже не в бронеяме, где считали осколки, а в реальных условиях — офицеры НИИ-37 были поражены. Никто не ожидал в таком калибре такого результата».
От использования орудия в качестве безоткатного, в конце концов, отказались, оставив одну «ипостась» — миномет. Но и здесь требовались поиски нового решения. Сохранение дульнозарядной схемы создавало ряд проблем. Вынужденно ограничивалась длина ствола: иначе невозможно было бы заряжание. Неясно было и что делать с зарядным устройством выстрела: его выброс после выстрела из ствола и падение на небольшой дальности от орудия категорически не принимались заказчиком, поскольку создавали опасность для своих же подразделений.
Между тем и отечественными, и зарубежными специалистами уже давно обсуждалась идея казнозарядного нарезного миномета. Так, в зарубежной печати еще в 1950-е гг. рассматривался вопрос разработки миномета калибра 106,7- 120ммс дальностью стрельбы 8–9 км и улучшенной кучностью. Для этого признавалось необходимым увеличить длину ствола до 20–22 калибров, сделать миномет казнозарядным и рассматривалась возможность снабдить его противооткатными устройствами. С другой стороны, в нашей стране уже имелись серийные казнозарядные гладкоствольные минометы калибра 160 и 240 мм.
Конструктор НИИ-3 С.Т. Гаранин предложил систему 120-мм казнозарядного миномета со смещением ствола вперед («выкатом») после выстрела. Эта схема отрабатывалась им совместно с сотрудником ЦНИИТОЧМАШ М.С. Усаниным. Ствол после отпирания казенника смещался настолько, чтобы дать возможность удалить зарядное устройство и уложить следующий выстрел. После нажатия на специальную педаль ствол опускался, происходило запирание, миномет был готов к следующему выстрелу. Смещение ствола вперед производилось с помощью пружин, аккумулирующих при выстреле часть энергии отдачи. Однако миномет характеризуется широким диапазоном используемых зарядов, а значит — большом разбросом уровня давления пороховых газов. Получить систему с накоплением энергии в пружинах, надежно работающую и при больших, и при малых зарядах, не получалось.
Тогда В.А. Караков предложил использовать схему с поворачивающимся стволом по типу отечественного 160-мм миномета М-160, но с дополнением автоматики. Доводкой этой схемы занялись с 1973 г. С.Т. Гаранин, перешедший в ЦНИИТОЧМАШ, А.А. Артюшкин и М.С. Усанин.
В это время шла масштабная НИР по теме «Купол-2» по определению перспектив развития системы вооружения отечественных ВДВ. При обсуждении в Штабе ВДВ вооружения артиллерии воздушно- десантных частей констатировали, что работа над самоходной 122-мм гаубицей «Фиалка» на шасси БМД зашла в тупик — шасси просто не выдерживало импульса отдачи гаубицы. Тогда представители ЦНИИТОЧШАМ предложили использовать баллистику, разработанную по теме «Лилия», для создания на том же шасси универсального самоходного орудия калибра 120 мм. Идея понравилась командующему ВДВ генералу армии В.Ф. Маргелову. Решения он принимал быстро, а поддержку оказывал решительно. Генерал просто спросил: «Сделаете орудие за год?». И получив утвердительный ответ, сделал все, чтобы реализовать проект. За неделю был решен вопрос о передаче ЦНИИТОЧМАШ шасси «Фиалки» — военно- транспортным самолетом машину доставили из Волгограда на военный аэродром в Тулу, оттуда трейлером — в Климовск.
У ЦНИИТОЧМАШ были пока только отработанная баллистика и боеприпасы, но В.М. Сабельников оказал поддержку своим «артиллеристам». Заместитель руководителя направления И.А. Максимов, выходец из знаменитого ОКБ-9 завода «Уралмаш», возглавлявшегося Ф.Ф. Петровым, договорился о разработке в ОКБ-9 документации на артиллерийскую часть нового орудия. Новожилов с трудом, но уговорил Пермский машиностроительный заводим. В.И. Ленина (где к тому времени восстановили артиллерийское СКБ) изготовить новый ствол. Многие мелкие детали изготовили в ЦНИИТОЧМАШ. И за год установка была сделана. Эта тема получила шифр «Нона-С». Дальнейшей разработкой артиллерийской части для нее занялось СКБ Пермского машиностроительного завода во главе с Ю.Н. Калачниковым, 120-мм боеприпасов — НПО «Базальт».
Параллельно с «Ноной-С», как и положено, было определено создание и буксируемого варианта орудия «Нона-Б» (впоследствии оно получило обозначение «Нона-К», поскольку шифр «Нона-Б» заказчик отверг). Тема буксируемого орудия была задана в двух вариантах-комбинированное орудие и гаубица. Но комбинированное орудие по-прежнему создавало ряд проблем. Кроме усложнения и утяжеления самого орудия затруднялось и снабжение артиллерийских подразделений боеприпасами. Если в варианте гаубицы на батарею нужно было поставлять три типа боеприпасов, то в варианте комбинированного орудия — пять
