在動力源的設計上，趙昺感覺并不是最困難的，從那副圖畫上看是在頂層露天甲闆上有三對牛，即六頭牛在拉着三對明輪。但是他清楚對于戰船來說，頂層甲闆一般都是留給士兵作戰的平台，需要布置戰士，且安裝作戰武器，所以在祖沖之設計千裏船的時候，應該會将絞盤移到下一層甲闆中，騰出頂層甲闆的空間用于作戰所需。
同時趙昺以爲以畜力轉動一對明輪，不僅速度很慢，而且轉動絞盤需要圓周的活動空間也很大，一層甲闆不可能如同容納水手那樣密集，而若是采用雙層絞盤，上面甲闆和下層甲闆都布置牲畜，則需占用更多的空前。如此一來就産生了矛盾，這便需要進行重新設計和優化。
而在牲畜的選擇上，也需要仔細考量。趙昺記的明朝的那本神書《天工開物》有記載：凡力牛一日攻麥二石，驢半之。人則強者攻三鬥，弱者半之。說明牛的力量最大，持續力也最長，以這個比例計算，一頭牛大約可以頂七個人使用。但弱點也顯而易見，一個是速度慢，另一個是體型大，吃得多在其次，占據的空間同樣也大。
趙昺翻閱了下宋軍曾裝備的車船資料，在嶽飛平楊幺起義中曾經仿制其戰船，最大的車船長三十六丈，寬四丈一尺，宋代官尺約合現代的三十一厘米，長度在一百一十米左右，寬十二米左右，載重當在五千石的大船，至少需要一百五十人踩踏才可驅動，而用牛則隻需二十頭，但是在實戰中木船少有超過百米的。一般大型車船在二十丈至三十丈之間，他決定就以此爲據進行設計，即可用于作戰，也可以快速調兵和運送辎重。
另外趙昺發現古人在明輪的使用上存在着誤區，以爲明輪越多則動力越足，相應的速度會越快。因此不僅有十車、十五車的，還有多達三、四十車的。他以爲從産品制造角度講，大船需要大的明輪來推動，除了追求效率，同時也有利于減少車船的部件，便于維修。而如果是四十車是八十個小明輪的話，明輪尺寸小，數量多，反而容易損壞。
再有如果是四十車，每舷四十個明輪的話，那麽船一定很長，從記錄上看隻有三十丈以上的大船才有可能勝任。除去艏、艉因弧度和錨鏈、絞盤、舵樓等而不便設明輪外，可安放明輪的船體長度估計在二十五丈上下，分攤給每個明輪的空間是六尺有餘，再減去輪間距，估計每個明輪的直徑在五尺前後，而五尺直徑的明輪對于百多米長的車船來說太小了。
此外，因爲明輪是高效連續運動的槳葉，所以，過密的輪間距會降低各輪的功效的，就是許多明輪在裏面濫竽充數，因爲前面的明輪轉速快，水流急，後面的明輪就沒有多少做功的必要，水流有時候反而比後面的明輪的轉速還快，所以過密的輪間距不僅不能加速船隻，反而影響船速，明輪間功效相互抵消。而除非後面的明輪永遠比它前面的明輪轉得快，才不會抵消。
由此可見，古人四十車，計有八十個翼輪的設計觀點不妥。還有車船的舵樓多設計于虛艄之上，尾舵置于其下，位于虛艄的末端。這樣的懸挂方式加重了舵樓的負載，一條四丈的長槳都有七百餘斤重，更何況舵？若再加上艉部懸挂的大車的分量，處于虛艄之上的舵樓很容易在水戰的高速航行中，因舵受到的巨大阻力産生的撕裂力矩而斷裂。
因爲這時的舵不僅受到船體前進時，水流向後的阻力，這是所有船舵都受到的阻力；還受到艉部大車旋轉時，産生的高速向後水流，這股水流高速沖擊着舵杆及舵面，這是有艉部大車的車船舵特有的阻力，這兩股力量作用在安置于虛艄末端的舵之上，很可能就會撕裂舵樓的木質構件，即在艉部大車之後，安裝船舵會造成車船自損……
趙昺将改進中将會遇到的困難一一列出，然後由難到易在一一進行解決。不過這個過程也并不容易，往往會因爲一個小數據的錯誤不得不推翻重新進行設計，當然最困難的還動力源方面，爲此他還遣人找來幾頭牛，做了一台簡易的絞盤進行實際測量。
如此一來，園中的軍兵們也找到了樂子，他們一天天在島上除了訓練、執勤、打掃衛生外也是閑的難受，而小皇帝不僅要他們給每頭牛測量肩高、體重和伸長外，還要他們拉着絞盤拖着不同的重物轉圈，其中要記錄牛在不同速度下的耐久力等等，當然還得伺候好它們的吃喝，而每條數據都要力求精确，并記錄在案。
不過趙昺也沒閑着，他在考慮如何能在等速的情況下，發揮出每個明輪的最大功效。首先他選定了明輪的尺寸，想通過調整每個明輪上槳葉的角度或數量來使後邊的明輪等效做功。但是他發現這太過繁瑣，便想到可以通過傳動機構将每組明輪串聯起來，如此就隻需通過兩組絞盤帶動所有的明輪，還可以減少牲畜占用的空間。此外用一根變徑蝸杆便可以實現在等速下，使明輪獲得不同轉速的結果。
解決了傳動問題，同樣又出現了新的問題。利用尾舵控制方向容易造成船體的損傷，而沒有舵又無法控制方向，這成了二選一的難題，但又缺一不可，趙昺一天突然想到了現代的坦克。我們知道坦克的轉向不像汽車那樣靠前輪導向來改變行駛方向，而是靠履帶差，即一邊的履帶轉的快，另一邊的履帶轉的慢，履帶差使坦克出現轉向。
而履帶差的形成一是靠切斷一側履帶的部分動力，加大另一側履帶速度形成的，這叫分離轉向，用于快速小角度轉向，這時行進時采取的轉向方式。或是徹底切斷動力，制動住一側履帶，另一側履帶轉，形成一邊履帶不轉，另一側轉，這叫原地轉向，用于慢速大角度轉向，這是啓動時或停止時采取的轉向方式。
趙昺覺得這個思路可行，隻要通過一個切換機構就能實現車船兩舷明輪轉速不同而實現轉向，即速度差轉向。至于大角度慢速轉向，他保留了船尾的單個槳輪，通過此保持船前進的動力，再切斷一側的動力來實現大角度轉向。
解決了一個問題，可另一個問題又出現了，車船可以利用人的前後踏車，實現進退皆可。但是牛不比人，倒換下腿就可以了，牛卻需要重新套轅才可以實現，這必然要耽誤大量的時間。不過以人力實現前進、後退，趙昺研究一番也不是那麽容易的，車船時常兩頭行駛，這樣似乎得艏艉都得有舵。
再說如果兩頭安裝舵，必然會影響船頭的船體水線結構造型，影響船速，同時也與錨鏈絞盤擠占狹小的船艙空間，增加船上水手作業的複雜性，降低車船整體戰鬥力。而快速的前進與後退在實戰中具有現實意義，趙昺認爲還是需要設法保留的。
一個個的問題累加起來，需要一個個不同的解決方案，趙昺想想這也太過複雜了，不僅增加了操作、維護的難度，還得需要增加操作手的數量。而化繁爲簡的辦法就要将所有的功能集于一處，于是世界上第一台變速器出現了，它可以實現船隻的前進、後退、轉彎，還設有三個前進變速檔位，進而完成船隻運行中的所有操作。
在獲得實驗數據和構思完畢後，趙昺花了五天的功夫畫出了圖紙，又用五天的功夫制作出了一個1:100的模型，并利用發條爲動力進行了試航，驗證了以畜力爲動力源的可行性。其後開始了變速機構和連杆機構的模型制作。這時他以爲這才是最爲困難的部分，整個機構皆要采用金屬制造，而當下的金屬材料性能并不穩定，可他卻要設法在設計上保證整個聯動機構的正常運行。
經過不知道多少次的調整和方案優化，趙昺才完成了模型的制造，在保證整個機構耐用性及操作的準确和順暢上，他覺得在當前技術條件下進一步改進的空間已經不大，這才最終确定了圖紙。另外爲了保證船隻的強度，他還大量使用了金屬部件，尤其是龍骨采用了大量的鍛造件。
趙昺十分清楚試制一艘大型戰船不比試制槍炮，動辄就要上萬貫的費用，一旦失敗大量的人力和财力就都打了水漂。所以不敢有絲毫馬虎，又将船場的幾位大匠請來一一給他們講解，讓他們吃透，搞明白，這才讓他們進行試制，并囑咐要是有問題一定要告訴自己，萬不可擅自改動。
用了一個月的時間，趙昺完成了畜力車船的圖紙和模型設計，可他有些不明白在宋代得到廣泛應用的車船爲何沒有出現‘千裏船’這類畜力車船，這本身不符合曆史發展規律。他估計也許是因爲宋代長期馬匹缺乏，限制了畜力車船沒有得到發展，且同時期我國的馬車發展也可能由此落後于西方，卻使轎子這種完全依賴人力的交通工具得以繁榮。可以說盛極一時的車船沒有得到發展，反而導緻技術創新的停滞和在一定程度上的退步……
趙昺熱火朝天的幹了一個月，改進了車船。而朝中卻是一片冰冷，姚良臣和魏天中經過三司會審後被以勾結蒙元的罪名罷官奪職，削去一切功名。姚良臣被發配湖廣興業編管，魏天中發配高州編管，雙方家眷驅逐出臨安，送往原籍看管，子孫三代不得參加科舉。
與此同時，太後下旨任命蔡完義爲臨安知府、陳則翁爲戶部尚書、大學士戚亞卿爲工部尚書、鄧文原正是接任刑部尚書，并以潘方提舉市舶司。從任命中趙昺當然可以看出這些進入宰執之列的皆是自己的班底，可以看出太後是在有意爲自己清除懷有異心者，将他的心腹安排進朝中重要部門。
而另據宮内傳來的密報稱太後對陳宜中殺心已起，其以爲在小皇帝尚爲衛王之時，陳宜中便屢次三番加害于他。當下剛剛收複江南，其便又陷害将小皇帝要将其罷黜，甚至派遣此刻在大殿上行刺。因而讓陳宜中活着後患無窮，難免會再次謀反，不若将其處死永絕後患。
趙昺感動之餘，也清楚想要根除謀反者幾無可能。因爲早在十年前臨安淪陷，皇帝北狩之時就已經認定大宋已經被滅國了，所以自己說是複國，其實與重新立國沒有什麽不同。人們便覺的一個小孩子隻占據瓊州那麽一隅之地，都能夠重新建國稱帝，如此看來當皇帝也并不難，隻要你實力夠強，就能夠實現。還有成王敗寇，隻要成功了，你就是天子，沒有人會說你王位得來不對。
而當下雖說是收複大半個江南，但是人們想要争奪天下，當皇帝的心并沒有平複，還想造反。隻要造反，就可以實現目的。我們看南北朝時期，爲什麽改朝換代那麽多，就是每個人都想造反，而且成功的可能性比較高。再比如秦朝的陳勝吳廣一造反，天下就蜂擁起來了，大家都想擁有秦始皇那樣的威權。而西晉因爲有一個白癡當皇帝，所以大家都想造反。
可以想見每個人都想，再怎麽說我當皇帝總比白癡、混蛋和昏君強啊。而當下同樣會有人想自己當皇帝也要比一個小孩子強，因而趙昺覺得當下自己比之在瓊州時更加危險……