船体前进时，水流向后的阻力，这是所有船舵都受到的阻力；还受到艉部大车旋转时，产生的高速向后水流，这股水流高速冲击着舵杆及舵面，这是有艉部大车的车船舵特有的阻力，这两股力量作用在安置于虚艄末端的舵之上，很可能就会撕裂舵楼的木质构件，即在艉部大车之后，安装船舵会造成车船自损……
赵昺将改进中将会遇到的困难一一列出，然后由难到易在一一进行解决。不过这个过程也并不容易，往往会因为一个小数据的错误不得不推翻重新进行设计，当然最困难的还动力源方面，为此他还遣人找来几头牛，做了一台简易的绞盘进行实际测量。
如此一来，园中的军兵们也找到了乐子，他们一天天在岛上除了训练、执勤、打扫卫生外也是闲的难受，而小皇帝不仅要他们给每头牛测量肩高、体重和伸长外，还要他们拉着绞盘拖着不同的重物转圈，其中要记录牛在不同速度下的耐久力等等，当然还得伺候好它们的吃喝，而每条数据都要力求精确，并记录在案。
不过赵昺也没闲着，他在考虑如何能在等速的情况下，发挥出每个明轮的最大功效。首先他选定了明轮的尺寸，想通过调整每个明轮上桨叶的角度或数量来使后边的明轮等效做功。但是他发现这太过繁琐，便想到可以通过传动机构将每组明轮串联起来，如此就只需通过两组绞盘带动所有的明轮，还可以减少牲畜占用的空间。此外用一根变径蜗杆便可以实现在等速下，使明轮获得不同转速的结果。
解决了传动问题，同样又出现了新的问题。利用尾舵控制方向容易造成船体的损伤，而没有舵又无法控制方向，这成了二选一的难题，但又缺一不可，赵昺一天突然想到了现代的坦克。我们知道坦克的转向不像汽车那样靠前轮导向来改变行驶方向，而是靠履带差，即一边的履带转的快，另一边的履带转的慢，履带差使坦克出现转向。
而履带差的形成一是靠切断一侧履带的部分动力，加大另一侧履带速度形成的，这叫分离转向，用于快速小角度转向，这时行进时采取的转向方式。或是彻底切断动力，制动住一侧履带，另一侧履带转，形成一边履带不转，另一侧转，这叫原地转向，用于慢速大角度转向，这是启动时或停止时采取的转向方式。
赵昺觉得这个思路可行，只要通过一个切换机构就能实现车船两舷明轮转速不同而实现转向，即速度差转向。至于大角度慢速转向，他保留了船尾的单个桨轮，通过此保持船前进的动力，再切断一侧的动力来实现大角度转向。
解决了一个问题，可另一个问题又出现了，车船可以利用人的前后踏车，实现进退皆可。但是牛不比人，倒换下腿就可以了，牛却需要重新套辕才可以实现，这必然要耽误大量的时间。不过以人力实现前进、后退，赵昺研究一番也不是那么容易的，车船时常两头行驶，这样似乎得艏艉都得有舵。
再说如果两头安装舵，必然会影响船头的船体水线结构造型，影响船速，同时也与锚链绞盘挤占狭小的船舱空间，增加船上水手作业的复杂性，降低车船整体战斗力。而快速的前进与后退在实战中具有现实意义，赵昺认为还是需要设法保留的。
一个个的问题累加起来，需要一个个不同的解决方案，赵昺想想这也太过复杂了，不仅增加了操作、维护的难度，还得需要增加操作手的数量。而化繁为简的办法就要将所有的功能集于一处，于是世界上第一台变速器出现了，它可以实现船只的前进、后退、转弯，还设有三个前进变速档位，进而完成船只运行中的所有操作。
在获得实验数据和构思完毕后，赵昺花了五天的
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