Появление в британском флоте броненосного фрегата "Royal Alfred" было вызвано все той же программой 1861/62 финансового года, в соответствии с которой были заложены два корабля типа "Hector" и началась перестройка в броненосные фрегаты шести деревянных линкоров, в числе которых был и "Royal Alfred". Первоначально предполагалось, что он не будет отличаться от кораблей типа "Caledonia", однако уже в начале 1862 года для Адмиралтейства все более становилось очевидным, что развитие артиллерии опережает оборонные свойства кораблей, и 4,5-дюймовая броня уже недостаточна для полноценной защиты корабля. Опыты по пробиванию брони, проводившиеся на полигонах Адмиралтейства (в основном в Шибуринессе), убеждали моряков, что уже в ближайшие годы на кораблях появятся более тяжелые и мощные орудия, снарядам которых существующая броня не сможет противостоять.
В связи с этим, еще в начальный период работ по перестройке деревянных кораблей в броненосцы, работы на двух из них приостановили. Было решено достроить их по индивидуальным проектам, с учетом новых взглядов на защиту. Эта программа потребовала проведения ряда дополнительных испытаний на стрельбовых полигонах. Опыты были проведены организованным ранее комитетом по исследованию брони "Iron plate committee" (дословно "Комитет железных плит") на полигонах в Шибуринессе и Портсмуте. При этом стрельба велась по щитам, изображающим бронированный борт фрегата "Warrior", а также и по другим щитам, представляющим предполагаемые варианты бортов новых кораблей.
На основании обобщенных результатов проведенных стрельб и их последующего исследовании, проведенного капитаном Ноблем, Адмиралтейство сделало выводы о слабости 4,5" брони, применяемой на первых броненосцах. Например, во время опытов в Шибуринессе, 7-дюймовая пушка весом в 6,5 тонн с расстояния 450 метров пробила щит 115-фунтовым снарядом (при весе заряда 22 фунта пороха), а 9-дюймовая пушка весом 12 тонн пробила щит с 1800 метров. Еще более крупная 12-дюймовая пушка в 25 тонн весом, с 2 миль пробивала борт любого броненосца того времени. Подобные орудия на кораблях еще не устанавливались, так как этому препятствовала батарейная система размещения орудий. Однако в Адмиралтействе уже рассматривались и иные варианты, в том числе казематная система. И, кроме того, капитан Каупер Кольз (Cowper Coles) уже несколько лет очень настойчиво ратовал за применение орудийных башен его собственной конструкции, а это означало установку на кораблях очень мощных и тяжелых орудий. Подобное мнение вполне подтверждалось полученными Адмиралтейством сведениями, что во Франции проводятся полигонные испытания с новыми нарезными казнозарядными орудиями калибром 7,5", 9,5" и 10,6" (их вес соответственно равнялся 7,5, 13,75 и 21,75 тонн).
Реальным подтверждением были американские мониторы, большинство из которых уже имели на вооружении 15-дюймовые орудия со снарядом весом 450 фунтов (204 кг). Более того, в это время в Северо-Американских Штатах уже планировалась установка 20-дюймовых орудий с весом снаряда 1080 фунтов (490 кг), а также рассматривалась возможность размещения орудий-монстров калибром в 25 дюймов. Адмиралтейство, правда, считало, что мониторы не следует принимать во внимание, так как они не являются мореходными судами, но, тем не менее, сам факт установки подобных орудий на кораблях говорил о многом, ведь прогресс в судостроении не останавливался.
Влияние американского опыта броненосного кораблестроения просматривалось и в том, что во время разработки проекта перестройки кораблей рассматривался также вопрос о применении слоеной брони - по типу американских мониторов. Для англичан эта броня не была новинкой, но и всерьез до того времени не исследовалась. В январе 1862 года Комитет по исследованию брони провел сравнительные испытания различных типов брони и в том числе слоеной. По признанию капитана Нобля, высказанном в его рапорте "О пробивании плит брони стальными ядрами", "...опыты были недостаточно обширны, однако определенно показали, что сплошная плита в 4 дюйма оказалась непробиваема для тех снарядов, которые легко проникали сквозь слоеную 6-дюймоиую броню". На этом основании Адмиралтейству было рекомендовано принять более толстую (чем 4,5 дюйма) броню, но сплошную.
Во время этих же опытов выяснилось, что деревянная подкладка не укрепляет плиты брони, если она сама не подкреплена железными конструкциями. В то же время деревянный борт, используемый вместо подкладки оказался менее выгодным, чем твердая подкладка, например, тиковые брусья, используемые на железных броненосцах.