最初的铁甲舰-克里米亚战争的遗产
在1853年，奥斯曼帝国与沙皇俄国因巴尔干地区爆发了战争，即第九次俄土战争，随后，在当年的锡诺普（Sinop）战役中，土耳其舰队遭受了毁灭性的打击，俄军使用了新式的爆破性弹药，在这场战斗中，显示出了这类弹药对传统木制帆船的毁灭性杀伤力。
锡诺普海战，装备爆破弹药的俄国海军对奥斯曼舰队造成了毁灭性的打击
随后在1854年，英法也卷入了这场战争之中，昔日的宿敌英法海军，共同将舰队开入了黑海。因此这场战争后来更多也被称为克里米亚战争。在这场战争中，为了能够抵近俄军的岸防堡垒和阵地实施炮击，法国皇帝拿破仑三世亲自下令海军建造一艘拥有强大火力和坚固装甲的浮动炮台。
法国人在1854年便拿出了对应的设计方案，并授权开始建造，同样的设计方案也被交给英国，由泰晤士和米尔沃造船厂建造五艘。不过，英国人建造的这五艘浮动炮台并未能够在克里米亚战争中参加战斗，而法国建造的则在对岸炮击中发挥了重要作用。不过，尽管拥有其自主航行的能力（航速4节），但这些浮动炮台在远洋航行中却依旧需要仰仗拖船的力量。
克里米亚战争中的浮动炮台
在1855年后，大批装备铁甲战舰的设计被送到了海军部，并对装甲进行了许多测试。但当时英国海军的策略则十分保守，倾向于由其他国家海军或者民间造船厂对新技术进行尝试，之后再借助自身强大的造船工业实现反超。而尽管在克里米亚战争中英法达成了同盟，但战后彼此依旧互为彼此最大的假想敌。在1858年，英国人获悉法国正在建造一艘具有远洋航行能力的铁甲舰，即光荣号铁甲舰。该舰由法国设计师亨利·杜佩·德·洛美（Henri Dupuy de L?me）设计，采用在传统木壳风帆战舰外层包裹锻铁船壳作为防护。起初，对于这艘战舰的出现，英国海军部对此并不以为然，但随着1859年光荣号的下水，随即在民众中引起了轩然大波，媒体和舆论的压力迫使海军部也不得不在传统的木制风帆战列舰建造之外，于1859财年额外批准了最初的两艘远洋铁甲舰的建造，即后来的两艘勇士级铁甲舰。
勇士级铁甲舰
尽管受到了国内舆论的巨大压力，但在1859年英国海军部的主要建造对象依然还是传统的三层火炮甲板战列舰，而有着重要意义的两艘铁甲舰勇士号和黑太子号，却仅仅是作为这些造舰计划的补充。两舰被交由了海军部首席造舰师艾萨克·瓦茨（Issac Watts）及其助手约翰·罗素（John Scott Russell）进行设计，尽管海军部此时尚未对铁甲舰有足够的重视，但强大的工业实力却也让英国人能够完全采用锻铁建造船体，使得排水量达到9000吨级。但由于仅有一层火炮甲板，这艘史无前例的战舰却被归类为了护卫舰（frigate）。
在设计上，除作为第一艘全铁壳战舰外，勇士级铁甲舰并未采用任何划时代的技术，确实第一型成功融合了已有技术的划时代战舰，包括蒸汽动力、大口径后膛炮、水密隔舱、螺旋桨推进和舷侧装甲带等。瓦茨依照1858年下水的40炮大型护卫舰墨西号（HMS Mersey）的布局对该舰进行了设计，在设计之初瓦茨并未指望这两艘铁甲护卫舰能够加入当时的主力舰队战列线，但事实上，当勇士号在1860年下水时，这艘巨舰俨然已是当时全世界最强大的战舰。
曾经强大的勇士级首舰勇士号，在海军日新月异的19世纪迅速落伍，归为后备舰只。退役后其桅杆和帆装被拆除，曾做过拖轮、运油船、海军鱼雷学校的校舍等，直到20世纪80年代才得到复原，先作为纪念舰保存于朴茨茅斯历史船坞，紧邻着皇家海军的另一艘传奇胜利号。
主体设计及动力
勇士级铁甲舰包括首舰勇士号（HMS Warrior）和二号舰黑太子号（HMS Blace），全长128m，排水量9284吨（勇士号，黑太子号排水量9398吨），吃水8.2m深。其船体采用锻铁建造，横向分为92个水密隔舱，其船底还有两条舭龙骨用于减低较长舰体带来的不稳定性，这也是皇家海军第一次运用该技术。但过长的舰体依旧使得勇士级的转向十分不灵便。
勇士级采用了当时十分流行的风帆和蒸汽混合动力，受当时蒸汽机锅炉效率和燃煤储藏的影响，蒸汽动力更多时候是作为战时的辅助动力来源，其远洋航行的主要动力来源依然是采用风帆。
勇士级在舰内装备有一台两缸单胀式蒸汽引擎，由10台锅炉提供提供蒸汽，驱动一具直径7.5m的螺旋桨运转，其输出功率达到5267马力，是当时动力最为强劲的战舰。在公试中，勇士号依靠蒸汽动力达到了14.3节的最高航速，黑太子号也达到了13.8节，其储存的燃煤足够其在11节下航行大约2100海里。
勇士级可被吊起的螺旋桨。勇士级拥有最大的可悬吊螺旋桨，这一操作需要600名船员才能完成。
勇士级同时也装备了足够的风帆动力，其三根桅杆除底部外同样采用锻铁建造，装备有全套帆装索具。在使用风帆动力时，勇士级蒸汽机的烟道可以收缩，螺旋桨也可以被吊离海面以减小阻力，此时依靠风帆勇士级可以达到蒸汽动力大体相当的13节航速，黑太子号则仅有11节，在同时使用两种动力时，勇士号曾达到了17.5节的高航速。
勇士号上的两缸单胀式蒸汽引擎
武备
勇士级的武备布置依旧沿用了旧时代风帆护卫舰的模式，原先设计搭载40门68磅前装滑膛炮，除两门搭载于上层甲板艏艉以提供艏艉火力外，其余38门均搭载于火炮甲板舷侧，通过舷侧舱壁的炮门向外射击，因此与勇士级同类的布置形式后来也被称为舷侧炮门铁甲舰（broadside ironclad）。后在建造过程中，更改为26门68磅炮，10门110磅后装线膛炮，另有4门40磅后装线膛炮作为礼炮。
勇士级装备的68磅炮是当时英国海军最强大的前装滑膛炮，炮身由铸铁铸造，炮身自重约4.8吨，口径8.1吋（约206mm），使用68磅实心弹时有效射程大约2900m（仰角12°）。同时该炮还能发射爆破弹、榴霰弹、霰弹等多种弹药。其中，勇士级的68磅炮还能发射一种被称作马丁熔铁弹的燃烧弹，这种炮弹平时为带有一个圆孔的空心圆球弹，在战前通过圆孔向内浇入熔化的铁水，在几分钟后凝固的表面就会封住圆孔。这种炮弹会在发射后接触目标时爆裂，在1859年的测试中表现出对传统木制帆船的巨大破坏力，且其造成的火焰很难通过当时传统的灭火方式扑灭。勇士号在舰内搭载了一个被称为安德森熔炉的装置，采用焦炭作为燃料，可以在一小时内熔化约320kg的生铁用以填充这类弹药，但这类装置同样容易在舰内造成火灾而没有得到更广的使用。
勇士号上的复刻版68磅炮
勇士级的110磅和40磅后膛炮均由阿姆斯特朗兵工厂生产，是最早在皇家海军投入使用的后膛火炮，采用螺栓形式炮闩，通过一根插入的气密导管点燃发射药。这两款后膛炮均被寄予厚望，皇家海军原本打算以110磅炮取代所有68磅滑膛炮，其口径为7吋（178mm），有效射程理论上可以达到3700m。然而，在1861年的实弹测试中发现，其穿甲效能还要略弱于68磅炮，而由于早期后装药机构可靠性很差。在1863年，尤利娅勒斯号（HMS Euryalus 1853）护卫舰搭载的110磅炮在炮击鹿儿岛时发生炸膛事故，几乎杀死了该炮的所有炮组。皇家海军不得不在之后降低该型火炮发射时的装药量，更进一步削减了该炮的威力。但其40磅炮的表现则较为良好，操作简单且射击精度也较高。
勇士号上的复刻版110磅后膛炮
1
10磅炮的装填机构
勇士号上的复刻版40磅后膛炮
勇士级的主甲板两舷安装了全部26门68磅炮和8门110磅炮，另有两门110磅炮安装于上层甲板艏艉，4门40磅炮则安装于艏艉上层甲板两舷。在1867年，随着铁甲舰的迅速普及，勇士级的武备换装为更为先进的4门8吋（203mm）前装线膛炮、28门（黑太子号为24门）7吋（178mm）和4门20磅炮。
装甲防护
勇士级铁甲舰在舰体两侧安装了长近65m，自水线下1.8m延伸至上层甲板，厚度为4.5吋（114mm），并内衬两层共厚达410mm的柚木板。其装甲板由15英尺×3英尺的锻铁板通过榫卯拼接而成以防止脱落，但这一工艺也使得勇士级的装甲造价高昂，因此后续铁甲舰设计中不再采用此种结构。而在1861年的测试中表明，勇士级的装甲足以抵御当时几乎所有火炮的攻击。但勇士级的一个弱点则在于其装甲防护忽略了舰艏及舰艉，使得舰艉的舵面和螺旋桨在战斗中极易遭受损伤。勇士级另有同为4.5吋厚的水密隔舱隔板防护纵向炮火，在风帆战舰时代，来自这一方向的舷侧齐射将对舰内火炮造成灾难性的打击，因为在木制战舰时代，实心弹丸足以贯穿战舰艏艉。
勇士级主装甲带装甲剖面，最右侧为锻铁装甲，其左为内衬柚木。柚木分为两层以分解实心弹药在舰体产生的震波
防御级铁甲舰
勇士级的建造给了英国皇家海军对抗法国光荣号的手段，但同时，全铁壳的勇士级巨大的重量和造价也令海军部的官员们感到震惊，比起这些昂贵的钢铁怪兽，海军部的高层似乎还是更青睐于传统的木制三层甲板战列舰。海军部认为勇士级既然拥有当时所有舰载火炮都无法穿透的装甲防御，其高航速自然也就不再有必要，因此在1859年末，高层希望设计一款搭载同样装甲但更小也更慢，因而造价也更低的铁甲舰。第三海务大臣鲍德温·沃克爵士（Sir Baldalker）原本提议建造六艘同类型铁甲舰，但却遭到了海军部其余成员反对，最终仅有两艘在1859年末得到批准并于12月开工建造。两舰以首舰防御号为名被划分为防御级铁甲舰。
但海军部的这一系列决定导致了防御级无法与勇士级编为舰队协作，与法国同期在建的铁甲舰相比也相对弱小，海军部最初考虑的经济性也没有得到满足，日后将作为海军建造部主任，掌管舰船建造设计的巴纳比爵士（Sir Nathaniel Barnaby）对防御级进行评估后，认为其战斗力仅有勇士级的1/4，但其造价还是达到了后者的2/3。
防御级包括首舰防御号（HMS Defence）和二号舰抵抗号（HMS Resistance）。防御级在设计上由勇士级缩小而来，不过舰艏以冲角艏取代了勇士级的飞剪艏，同时二号舰抵抗号也是英国第一艘装备冲角的战舰。而后来在1866年的利萨海战中证明，对于早期铁甲舰而言，相比难以击穿敌方装甲的火炮，冲撞或许是更好的攻击方式。该级舰全长约92m，排水量6250吨（抵抗号为6170吨），其长度相比勇士级短近40m，排水量也少约3000吨。防御级的动力装置也类似于勇士级的缩小版，输出功率约2340马力，在公试期间最高航速大约11.4节。防御级采用了三桅帆船形式的桅杆与帆装，桅杆底部与舰艏斜桅均采用锻铁建造，以承受冲角冲撞时的冲击力。防御级的螺旋桨同样可以被吊离海面收入舰艉以减小阻力，在使用风帆航行时，两舰最大航速均能达到10.5节。
防御级铁甲舰
防御级最初设计搭载18门68磅滑膛炮和另外4门阿姆斯特朗40磅后膛炮，在建造期间原本又打算以110磅炮替换部分68磅炮，但当时由于110磅炮产量不足而作罢，仅替换了6-8门。其火炮布置也参考勇士级，除两门110磅炮布置于艏艉上层甲板外，其余68磅和110磅炮均布置于主火炮甲板两舷，4门40磅炮则布置于艏艉上层甲板两侧。
在1867-68年间，防御级换装为14门7吋前装线膛炮和2门8吋前装线膛炮，勇士级也在同一时间接受了类似的换装。其中，7吋（178mm）线膛炮自重约7吨，大约15倍径，弹重52kg，有效射程可以达到5000m；8吋（203mm）线膛炮自重约9吨，16倍径，弹重79kg，有效射程与前者相当。相比于之前的68磅线膛炮，这两型火炮显著增强了火炮的穿甲能力，其中后者在近距离上可以击穿244mm的锻铁装甲。
在防御上防御级主装甲带厚度依然为4.5吋（114mm），内衬双层总计18吋（460mm）厚的柚木。装甲带长42.7m，高度自上层甲板至水线下1.8m处，艏艉水密隔舱同有4.5吋厚的装甲防护。但与勇士级相同，防御级的装甲防御忽略了对舰艉舵面和螺旋桨的防护。
防御级主装甲带布置（深色区域）
铁甲舰队扩张
在1859-1860年间，英法海军都在逐步发展自己的铁甲舰，自光荣号后，至1861年法国海军又建造了两艘马真塔级（Magenta）和一艘库罗那级（e）铁甲舰。而在1860年，法国海军高调地宣布要在之后建造30艘远洋铁甲舰，并于1861年开工建造多达10艘普罗旺斯（Provence）级舷侧铁甲舰。法国人的高调最终迫使英国海军部拿定了主义要扩大自身铁甲舰的规模，自1861年开始，所有木制风帆战舰的建造被取消，在建舰船也将被改建为铁甲舰，另外决定增加两艘防御级的改进型和另外四艘大型铁甲舰，前者级赫克托耳级铁甲舰，后者即一艘阿喀琉斯级和三艘米诺陶级铁甲舰。
赫克托耳级铁甲舰
赫克托耳级在防御级基础上设计而来，在后者基础上增强了动力与武备，其炮位连同主装甲带一同覆盖全舰侧舷长度，使舵机得到了一定防护。但因主装甲带的布置，其舰艏在水线部位并未得到防护。但由于建造期间发现该级舰相比设计有所超重，排水量由设计时的6800吨增加到约7100吨，因而不得不降低载煤量，使得赫克托耳级使用蒸汽动力时的航程仅有800海里，其搭载的武备也相应有所降低。
赫克托耳级包括首舰赫克托耳号（HMS Hector）和二号舰刚勇号（HMS Valiant），全长86m，排水量约7100吨，舰艏取消了冲角并改为垂直艏，其动力同为一台双缸水平往复连杆蒸汽引擎，其输出功率达到大约3200-3500马力，在公试中，采用蒸汽动力赫克托耳号和刚勇号分别达到了12.3节和12.5节的最大航速。赫克托耳级的帆装同采用三桅帆船构造，烟道可以半收缩入舰内。在设计上赫克托耳级的螺旋桨也可被吊起，但吊起螺旋桨的装置始终未安装。
赫克托耳级原计划装备32门68磅滑膛炮，其中30门位于主甲板两舷，另外2门布置于上层甲板艏艉，后来在建造期间计划以4门110磅炮替代上层甲板的武备，但由于战舰的超重，主甲板两舷的68磅炮则被削减为仅有20门。后在1867-68年间，赫克托耳级换装为了2门8吋和16门7吋前装线膛炮，前者布置于上层后甲板内，另有4门7吋炮也布置于上层甲板两舷，仅12门7吋炮被布置于主甲板内。（注：由于工期原因二号舰刚勇号直到1868年方才完工，故武备直接换装为了1868年后的样式）
赫克托耳级的主装甲带布置（深色区域）
赫克托耳级的防护在防御级基础上有所加强，主装甲带在主甲板高度上覆盖全舰侧舷，其在舰舯大约长度66m的部分厚度为4.5吋（114mm），至艏艉厚度降低至2.5吋（64mm），但装甲带均内衬460mm厚的柚木。为防御纵向炮火，艏艉均有同为4.5吋厚的水密舱隔板，与主装甲带相连密闭。与防御级相比，延长的装甲带为舰艉的舵机提供了一定的防护。
阿喀琉斯号（HMS Achilles）
阿喀琉斯号则是基于勇士级改进而来，是1861年造舰计划中的四艘大型铁甲舰之一。阿喀琉斯级大体沿用了勇士级的设计，但将主装甲带延长到了全舰长度。其在1863年下水，1864年完工。值得一提的是，后来北洋舰队镇远舰管带林泰曾留学期间曾在该舰实习（1875年）。
建造中的阿喀琉斯号
阿喀琉斯号全长116m，排水量9980吨，其动力装置为与勇士级相同的蒸汽机，但锅炉压力的提高使其输出功率达到5722马力，在公试中阿喀琉斯号的最高航速达到了14.3节，其760吨的载煤量足以在经济航速下航行1800海里。阿喀琉斯号的帆装则史无前例地达到了四根桅杆，由艏至艉分别被称为首桅、前桅、主桅和后桅，其帆装面积也达到了4088平方米，是英国海军历史上最大的风帆面积。但阿喀琉斯号在风帆下的航行性能并不令人满意，尤其是前部风帆的表现，因此在1865年拆除了舰艏斜桅和首桅，但这却导致该舰有严重的上风舵倾向（即舰船转向顺风航行的倾向），为此在1866年重新安装了舰艏斜桅，并将前桅向前移动了7.6m，使阿喀琉斯号恢复了三桅帆船的形制。
改为三桅杆后的阿喀琉斯号
在武备方案上阿喀琉斯号经历了一系列的更改，其在建成时最终安装为4门110磅炮、16门萨默赛特的100磅前装滑膛炮。4门110磅炮均布置于上层甲板，其中两门位于艏艉；16门100磅炮则布置于主甲板两舷，这一型火炮是作为对110磅炮产量不足的临时补救措施，口径9.2吋（约合234mm），在800码距离上可以击穿5.5吋的锻铁装甲。在1865年在主甲板两舷又增加了6门68磅炮。
而后在1867-68年，阿喀琉斯号更换为了22门7吋和8门8吋前装线膛炮，除4门7吋炮用于取代上层甲板的110磅炮外，其余均安装于主甲板舷侧。之后在1874年，该舰又引入了更为强大的9吋（229mm）线膛炮，该炮自重12吨，弹重约115kg，共计14门9吋炮取代了原先的4门8吋炮和20门7吋炮，剩余的2门7吋炮则继续安装于上层甲板。
复刻版的9吋前装线膛炮，图中为陆上岸防炮版本
阿喀琉斯号的装甲防护同样覆盖全舰舷侧，其布置方式类似前述的赫克托耳级，其舰舯64.6m长的区域有4.5吋（114mm）厚的装甲带防护，艏艉装甲降至2.5吋（64mm），垂直方向上自上层甲板延伸至水线下1.7m深处。阿喀琉斯号同样有4.5吋装甲隔舱壁防护纵向炮火。
阿喀琉斯号一直活跃到了19世纪末，在1889年的改装中还换装了新锐的速射炮和机枪，直到1901年成为一艘补给舰，并于1902年被更名为西伯尼亚号（HMS Hibernia），以让出自己原本的舰名给新建的装甲巡洋舰。
米诺陶级铁甲舰
米诺陶级是在1861年批准建造的3另外三艘大型铁甲舰，三舰基于阿喀琉斯号强化而来，排水量也随之超过万吨，桅杆数量也自阿喀琉斯的四根增加至五根。为维持同勇士级和阿喀琉斯级相当的航速，其动力装置也得到了增强。尽管在皇家海军的分级中属于50炮护卫舰，但此时的铁甲舰无论从造价还是战斗能力来看，都已强大到足以作为战列线中的主力。
正在干船坞中的米诺陶号，注意舰艏的犁状冲角
米诺陶级铁甲舰包括首舰米诺陶号（HMS Minotaur）、二号舰阿金库尔号（HMS Agincourt）和三号舰诺森伯兰号（HMS Northumberland），在建造期间又对诺森伯兰号的设计实施了更改，武备更换为活力更强但数量更少的火炮，从而缩短了安装炮门的长度，对应的诺森伯兰号也得以减少装甲带防护，以弥补火炮重量增大的影响。三舰于1861年开工，在1863-66年间先后下水，直到1867-68年方才完工。
航行中的诺森伯兰号，北洋舰队右翼总兵刘步蟾在留学期间曾在此舰实习
米诺陶级铁甲舰全长124m，排水量10798吨（诺森伯兰号排水量为10754吨），是最大的侧舷炮门铁甲舰，也是采用单轴推进的最大战舰。该级舰采用一台双缸水平圆筒式蒸汽机作为推动，采用10台火管锅炉驱动，输出功率达到近7000马力，在公试中三舰最大航速均超过14节。但米诺陶级巨大的舰体使得该级舰配备了多达5根桅杆，尽管如此，沉重的舰体加上不可吊离的螺旋桨，使得采用风帆时，米诺陶级最快只能勉强达到9节航速。尽管如此，米诺陶级航行十分平稳，尤其在使用蒸汽动力的时候，而在换装蒸汽动力的舵机后，其转向和操控性能也非常优良。
后削减为三桅帆船帆装的诺森伯兰号
米诺陶级在设计之初计划搭载清一色的50门110磅炮，但该型火炮的失败使得武备更改为9吋和7吋前装线膛炮的混合搭载。米诺陶级前两舰在主甲板侧舷搭载4门9吋炮和20门7吋炮，另外还有4门7吋炮搭载于上层甲板艏艉，另有8门黄铜铸造的24磅榴弹炮作为礼炮。
诺森伯兰号则装备了更强的火力，总计4门9吋，22门8吋和2门7吋前装线膛炮。其中4门9吋炮和18门8吋炮被布置于主甲板两舷炮门，4门8吋炮则被布置于上层甲板艏艉，剩余的2门7吋炮则位于主甲板艉部。米诺陶级同样活跃到了19世纪末，并装备的新锐的速射炮和机枪。
诺森伯兰号的侧舷火炮
19世纪后期的米诺陶号，注意舰艉上层的4.7吋（120mm）速射炮炮塔
米诺陶级前两舰的装甲除舰艏上部少数部位外完全覆盖侧舷，由上层甲板延伸至水线下1.8m，舰舯厚度为5.5吋（140mm），艏艉也有4.5吋（114mm）的厚度，并内衬10吋（254mm）厚的柚木，舰艏隔舱也有5.5吋装甲一直保护到上层甲板的前射炮位。诺森伯兰号则在此基础上削减的部分防护以减轻重量，自上层甲板至主甲板之间的部位，装甲带仅防护了舯部有侧舷炮门的大约56m长度，另外，与前两舰不同的是诺森伯兰号还有一个由4.5吋装甲防护的司令塔。
在英国人开始建造铁甲舰之初，这一昂贵的武器起初并未得到英国海军部的青睐，许多人对于这类铁甲“护卫舰”能否在传统的战列线中担当重任尚存疑虑。因此在1860-61年间，英国海军的主要扩张任务依旧是配备蒸汽动力的木制风帆战列舰。此即自1859年来计划建造的12艘壁垒级（Bulwark）战列舰（此处战列舰指传统的线列战舰ship-of-line，注意与之后的battleship一词区分），该级舰为双层火炮甲板的90炮战列舰，按照18-19世纪风帆战舰时代皇家海军的标准，属于典型的二级战列舰布置，另配备一台800马力蒸汽机作为辅助动力。
壁垒级的前型舰邓肯级二级战列舰，拥有两层火炮甲板和90门火炮
但在1861年，随着法国10艘普罗旺斯级铁甲舰的动工，皇家海军才后知后觉地开始扩展自己的铁甲海军来应对法国的威胁。为此，所有壁垒级战列舰的建造被下令全部无限期暂停（与此同时还开始了另外一艘9000吨级和三艘超过10000吨的大型铁甲舰建造，详见第33期），其中建造进度最快的四艘很快被下令改造为铁甲舰，以迅速扩张英国的铁甲舰队。与完全采用锻铁建造的勇士级及其后续舰不同，这四艘铁甲舰的核心依旧是木制的船体，因此也称木壳铁甲舰。这四艘即皇家橡树号与王夫级三舰，由于皇家橡树号与后者的不同仅在于后者安装了更强的蒸汽机，因而也常将皇家橡树号归为王夫级铁甲舰中。
皇家橡树号与王夫级
根据海军部的改造方案，四舰在原先壁垒级的基础上被拆除一层火炮甲板，将原先的艏艉改为了铁甲舰的垂直艏和圆形艉，并通过将战舰自中部分离21英尺并建造对应结构填补空缺，使舰体相应延长了21英尺。这一方式尽管对舰体结构稳固有所影响，但却是能够在任意建造阶段延长舰体的最好方式（否则需要对舰艏或舰艉进行大规模改造）。
皇家橡树号（HMS Royal Oak）于1862年下水，1863年完工。而三艘王夫级（Pri-class）则于1862年下水，1864-65年相继完工，包含王夫号（HMS Pri）、卡勒多尼亚号（HMS ia）和海洋号（HMS O）。
四舰全长83.2m，宽17.7m，前者排水量6468吨，后者因为使用了更大的1000马力引擎（此处为标称马力）。由于引擎的增大，原本用于皇家橡树号的一组（6台锅炉）被增加为两组共计8台锅炉，一组位于引擎前部，一组位于引擎后部较远处，因而王夫级有两个相距较远的烟囱。另一方面王夫级的排水量也增加至6832吨，但由于排水量的增加，三艘王夫级的航速反而略逊于皇家橡树号。四舰采用三桅帆装作为辅助动力，在1864年，皇家橡树号在风帆动力下达到了13.5节的高航速，比蒸汽动力下的最高航速还高出1节。
王夫号铁甲护卫舰
在武备方面，四舰原本的改造计划为36炮装甲护卫舰，在主火炮甲板舷侧安装36门68磅滑膛炮。但在改造过程当中，设计又发生了多种变化，皇家橡树在建成时，在火炮甲板装备8门7吋后装线膛炮（即勇士级的110磅炮）和24门68磅炮，后又在上层甲板增加三门7吋后膛炮；王夫号、喀勒多尼亚号的武备也大体类似，分别装备7门（10门）7吋后膛炮、8门100磅滑膛炮和16门（12门）68磅炮。
皇家橡树号铁甲舰
但在1860年代初，后装线膛炮的失败，英国的主要舰炮在1865年回归了前装药的方式。基于失败的7吋后装线膛炮开发出了7吋前装线膛炮。该型火炮自重6.5吨，最大射程约5500码，可以发射帕理泽弹（Palliser shell，一种弹头淬火加强、后部中空的穿甲弹，弹体会在穿透装甲后破碎）、通常弹（爆破弹）、榴霰弹和双倍通常弹（增加为双倍装药量，但因弹体较长弹道不稳定，主要用于2000码内的近距战斗）。海洋号在建成后装备了24门此类火炮（但因为火炮交付的原因，该舰也是王夫级中最后完工的），同样的如米诺陶级在内的后续完工铁甲舰也装备此型火炮（详见第33期）。在1866-1867年间，先前建造的勇士级、赫克托耳级、阿喀琉斯级等也均换装为了前装线膛炮。
7吋前装线膛炮的弹药，从左至右依次为帕理泽（穿甲）弹、榴霰弹、通常弹、“双倍”通常弹
而在1867年，皇家橡树号与王夫级三舰换装了为了统一的20门7吋前装线膛炮和更大型的8吋前装线膛炮。在此前一年的改造中，四舰还更换为了全帆装，与之前的三桅帆装相比，后者的第三根桅杆仅安装纵帆而没有横帆（见下图）。四舰的装甲布置为全防护，主装甲带贯穿全舰，舯部厚度4.5吋、艏艉厚2.5吋并内衬28吋厚的橡木船壳。
三桅帆装（Barque-rigged）与全帆装（Full-rigged或Ship-rigged）
爱德华·里德——中央炮郭的出现
爱德华·里德爵士（1830-1906）
1863年，时年33岁的爱德华·里德爵士（Sir Edward James Reed）成为海军部造舰总监，英国海军的舰船设计进入了里德时代。历史的发展证明，这个年轻的造舰总监，对于铁甲舰与海军未来的发展预测得十分准确。里德认为随着海军舰炮未来将变得更大更重，有一定排水量的战舰所能搭载的火炮数量将越来越少，因此他提出将火炮集中布置于战舰舯部，从而能够缩短装甲带以建造更厚的装甲，从而使战舰的火力和防护力均得到加强。
在这一理论的指导下，英国海军最先在三艘小型的木壳巡航舰上使用了这一后来被称为中央炮郭铁甲舰（tral Battery Ironclad）的设计，即探索号、进取号和宠爱号三舰。后续的另外三艘壁垒级战列舰的改造同样被更改为了中央炮郭的设计，即皇家阿尔弗雷德号、热忱号和却敌号。
里德的木壳巡航舰
作为里德中央炮郭设计的开始，最初决定改造自1860-1862年间开工建造的三艘蒸汽巡航舰探索号（HMS Research）、进取号（HMS Enterprise）和宠爱号（HMS Favorite）。（另一方面，依照原先的计划，对其余壁垒级战列舰的改造改造也需要等待前述四舰完工后的相关评估工作才能继续）
探索号（HMS Research）
探索号原本为里德的前任艾萨克?瓦特所设计的17炮蒸汽巡防舰特伦特号（HMS Trent），属于变色龙级（-class），原本搭载5门40磅炮和12门32磅炮。将特伦特号改造为铁甲舰的计划在1862年便已得到批准，里德上任后开始将其改建为第一艘中央炮郭舰。该舰1863年下水，次年4月完工。
此处需要特别对巡防舰和巡航舰两词特别提及。与下文中还将提到的宠爱号前身伊阿宋级巡航舰不同，在英文中，特伦特号属于sloop而后者属corvette，在风帆战舰时代两者主要都担任侦察巡逻任务，但后者通常更大更重（例如下文将提到的伊阿宋级就比变色龙级在排水量上高1000余吨，几乎是后者的两倍）。但在中文中两词均没有十分完善的译名。sloop常翻译为“单桅纵帆船”，但即使卡莫莱昂级本身的设计也采用了三桅帆装，这一译名显然不合适。另外，在现代，大陆常将corvette一词译为轻型护卫舰，例如我国的056型轻护。但事实上护卫舰一词在英文中为frigate（对应我国为054型护卫舰），但两者之间依然有较大差别。
而按照发展历程，风帆战舰时代的corvette，实际是19世纪后期巡洋舰的前身。因此本文自介绍风帆战舰时国内的常用译名中，选取这两者，将sloop翻译为巡防舰，而corvette翻译为巡航舰。