1913年成功结束“竞技神”号上的飞行试验后，英国海军部委员会决定建造专业舰艇来搭载和起降飞机，以便飞机和舰队共同作战。在1914—1915财年，英国政府为此投入了81000英磅的预算。依据截至当时所获的经验，由造船技师兼航空爱好者J.H.Narbeth、他的助手C.J.W.Hopkins、英国皇家海军准将Murray Sueter、英国皇家海军中校LEstrange Malone组成的设计团队商讨了航母的理想布局和仔细考虑了可行方案。1“比尔德莫尔”是其中之一，被认为包含太多未经实践检验的技术，如全面改造巡洋舰，但经计算发现费用过高并导致其他功能丧失。Narbeth列举了一艘理想航母需具备的特征，包括上层甲板下的飞机装载室、甲板滑行所需的无障工作区和飞行甲板。另外，还需要吊车转移飞机、车间维修发动机和机身、充足空间存储备件。存储高抗爆性航空燃料（后来所谓的航空汽油）带来了特殊的问题，当时人们仅知道该燃料汽化后，若封闭于舰艇的有限空间，潜在威胁将超过真枪实弹和无烟推进剂，除此之外，对其一无所知。同早期舰载机飞行员一样，Narbeth对未来充满信心，认为航母应存储飞机携载的进攻性武器，有较好的适航性，作为一个稳定的平台，无论良好还是恶劣海况都能向海面输送飞机，并从海面回收飞机。为此航母应是单一用途的舰船，除起降飞机外不担负其他任何任务。2事实上，Narbeth团队的设计方案包含了航母的一切要素，所有后续航母都借鉴了他们的设计成果。
在无严格限制条件下，传统军舰舰体尚且不能满足上述要求，故不能成为航母，如果不考虑稳定性和效率，商船船体能提供舰载机所需的空间，采用商船意味着要损失航母的机械性能，或者说商船的机械性能不会有太大提高。为节省建造时间，英国海军部选购了布莱斯（Blyth）造船公司的一艘不定期航行货船。截至1913年12月，船体已完全固定在船台上，主夹板和发动机座安装就绪，原方案中发动机安装在船腹的传统位置上，修改后的方案将之拆除，重新安装在船尾，在第5层，即最底层上形成了长150英尺，宽45英尺，高15英尺，能容纳10架飞机的单一机库。机库上方的第2层甲板有一个装备齐全的机体和发动机车间，从机库到上层甲板的操作区及其前方130英尺长的飞行甲板，需要通过车间甲板和上层甲板的有盖舱口，上层甲板有两台大型蒸汽吊车，安置在舱口前方一角，正对着出口。吊车既可从机库升起飞机、从车间升起零部件，还可将飞机吊放至水面，除吊车外，上层还有一台5吨重的悬转臂起重机，参与机库、车间和上层甲板间的搬运工作。
舰员的食宿条件优于平均水平，部分原因在于该舰源自商船，主要原因是舰上几乎完全没有安装火炮，对人员和弹药数量的需求不高。在其他任何一支海军中，机载弹药的安放都先于舰载武器，包括鱼雷战斗部库和独立的鱼雷弹体库。1914年7月28日，在即将出航的9月的几周前，海军上尉Longmore驾驶着肖特“折叠翼”发射了第一枚鱼雷，该鱼雷有增长和扩大的弹翼。航空汽油装载在容积为两加仑的气罐里，气罐成批储藏在第2层甲板上车间前的船舱里，这种设计源于商船上的马达交易。航空汽油潜在危险大，故用水套从四周和下方对其实施防护，汽油的输送通道设置在飞行甲板舱口，通过从气罐抽取或倾倒航空汽油来为飞机加注燃料，并使用油鞣革滤网过滤汽油中的脏物、颗粒和吸收水分。与高德隆型飞机在“竞技神”号航母上的做法一样，飞机在舰桥下的纵向开阔区隐蔽地启动发动机，与此同时舰员可清除舱口前飞行区的障碍物，为轮式或拖车式水上飞机起飞留出时间。舰体前部建有压载水舱，舰艏更加细长，使用下倾甲板助飞，但从未有成功实施的记录，这是因为甲板太短，舰速太慢，以至于没有实际作用。为了保证上层甲板清爽，将锚和缆绳安放在第2层甲板上。为降低其超量的稳定高度，舰上大量集水爆炸物被置高，使舰体晃动时不致对飞机造成损伤。独特之处是当载舰在抛锚状态下操作水上飞机时，从后桅杆升起船帆使其保持逆风方向。
该舰被命名为“皇家方舟”号，宣称是世界上第一艘专门设计和建造的用以搭载和起降飞机的舰船，这也表明了英国海军部将飞机引入舰队作战行动的巨大热情。总的看来，此番改造没有多少经验可以借鉴，但经过精心设计，取得了成功。该舰主要缺陷存在于舰型和机械装置的选择上，它采用简单的非流线型的船体，用煤作为燃料，采用三次膨胀、3000马力的发动机，最大速度仅有11节，远低于舰队战术机动所要求的速度，也不足以让轮式飞机从甲板上起飞。另一个缺陷是飞机从机库移动到甲板的方法。“竞技神”号航母的水上飞机操作表明，在降至水面过程中，飞机容易摇摆，存在撞上舰体引起损伤的危险。在“皇家方舟”号上，吊车从更小的舱口升起飞机，容易造成更大的相撞危险，除非极其优良的海况。后来，该舰峻工后驶往达达尼尔海峡，在地中海经历了多次战争，扮演着流动基地的角色，在“加利波利（Gallipoli）战役”中，“皇家方舟”号的舰载机侦察守卫海峡的要塞，协助水面舰艇轰击目标。
1914年，第一次世界大战爆发时，英国皇家海军拥有世界上最庞大的岸基海军航空兵。英国海军部启动了一度被中断的航母建造计划，征用了三艘小型、快速渡船，用来搭载水上飞机，与舰队、分舰队共同作战，这三艘渡船分别是“恩加丹（Engadine）”号，“里维埃拉（Riviera）”号和“女王（Empress）”号，它们进行了简单的改造，清除了上层甲板的船尾建筑，安装了能承受3架水上飞机的木质平台，帆布和遮篷从四周和顶部为飞机防风挡雨，简易悬转臂起重机用于升降飞机。实际上，“竞技神”号作为飞机运输工具服役，与之相比，上述三艘渡船的设备得到改进，提高较大，第四艘渡船，“彭米克利（Ben-My-Chree）”号，及不再使用的冠达（Cunard）邮轮公司的“坎帕尼亚（Campania）”号客轮，1914年年底从商业运输中脱离出来加入航母的行列。
航母上可供作战使用的飞机包括大型机“肖特”折叠翼，用于侦察和运输武器，小型机索普威思“小报”（Tabloids），“施耐德（Schneider）”和后来的“宝贝（Baby）”则发挥战斗机的作用，用来打击敌人的空中活动。1914—1915年操作水上飞机困难重重，水上飞机在远海海面的糟糕表现导致了攻击沿海目标计划大多失败，索普威思型飞机原本用于高强度的进攻作战，但缺乏动力和浮筒设计不佳，妨碍了它的作战行动，这些缺陷限制了航母的运用。索普威思“小报”轮式飞机被改装成水上飞机并进一步改造成“施耐德”型飞机，保留了1000马力的“诺姆”发动机，尽管只有3个浮筒，但它们的附属设备和局部加固使飞机重量增加了200磅，刘易斯机枪（Lewis Gun）以及弹药、小型炸弹和反水上飞机的Ranken炸弹更增加了飞机的载重。“施耐德”型飞机挂满武器和加满燃油后，起飞重量可达1300磅，推重比为1马力比13磅，推重比影响到飞机的加速性能，加速性能又关系到飞机的起飞特性。增加载重而不增加推力意味着要增大滑跑距离和增长滑跑时间来达到起飞所需的速度。与轮子相比，浮筒与水面接触面大，阻力也大，并留有更大的水迹。就像Schwann在“巴鲁”型机上开发的机械装置，使用V形浮筒可减小不良影响，使飞机起飞时水迹减少，吃水线长度大幅减小。1915年安装在肖特、索普威思及后来安装在菲尔利各机型的细长浮筒，设计欠佳。当飞机起飞时，浮筒引起机身与海水接触面变大，在飞机最大推力仅能维持起飞的情形下，飞机还要依靠海浪使浮筒和水面脱离接触；在无风浪的良好海况下，起飞失败司空见惯，但波浪起伏的海面带来了另外的问题。浮筒带起的水花撞击螺旋桨，影响发动机转动和能量传输，甚至可能引起机械故障。发动机通常安装在引擎罩里，引擎罩依据其外形可分为外圆角刨型或马项圈型，两型引擎罩底部都被切开，便于维修发动机和飞行中冷却气缸，但开口使得大量的水流可能冲击飞机引擎、磁发电机和点火系统，引起发动机停车。减震器于1913年开始使用，1915年就已经普及，由于亟需遏制飞机重量增长，减震器和机身附着点显得并不重要。当起飞或降落时，飞机以40节的速度随着波浪上下颠簸，机组人员、机身和起落架将受到剧烈震动，飞机处境就像沿着花园栅栏上拖动木棍。3与“竞技神”号上的“折叠翼”式遭遇相同，复杂气象条件和机身损伤积累普遍引起了飞机结构性损坏。
早期的水上飞机载舰作为第一代航母，参与了许多军事行动，以下两件事可以说明它的作用。第一件事涉及808号807型索普威思飞机，该机采用牵引式引擎，折叠式双翼，于1914年12月从工厂下线，在“加利波利战役”中搭载于“皇家方舟”号上，该舰的高级飞行员、空中编队指挥员Hugh A.Williamson，表达了这样的看法：“笨重的浮筒拖累了低功率的发动机，我们经常忙于保持飞机稳定”。41915年3月5日，“皇家方舟”号毗邻新型战列舰“伊丽沙白女王”号锚泊，而该舰位于加利波利半岛西面的伽巴帖培（Gaba Tepe）海滩附近，将向海峡对面的堡垒后部开火。舰载机将要对开火进行校射。由于舰船不能观察目标，空中侦察对射击成功非常必要。为了集中注意力传递炮弹落点信息，威廉森选择了808号机的观察员位置，该机的飞行员是皇家海军航空兵上尉W.H.S.Garnett，当天808号机发生了事故。后来Williamson对此做如下描述：当时天气很好，风力正好适合飞机从水上起飞……我们很快就达到了3000英尺的高度，正准备穿越半岛直抵目标，就在这时发生了事故，螺旋桨分裂，飞机失控并坠向海里，原因是部分解体的螺旋桨撞伤了右机翼，使飞机偏离预定航线，在距“皇家方舟”号3英里处旋转掉入水中，飞行员受轻伤，而Williamson伤势严重，两人都被“阿斯克（USk）”号驱逐舰救起，Williamson返回英国养伤。在康复期间，他写了一篇理想的航母设计论文，并制作了一个模型来阐述他的想法，该模型有连续的飞行甲板，右舷有舰岛，不幸的是，该模型并未保存下来。
“皇家方舟”号上的典型飞机起飞过程包括将飞机放置到甲板、飞机启动发动机等一系列程序，从飞机吊出舱口算起，整个过程需要一个小时。为启动发动机，飞机需要关掉磁电动机和所有开关，一名技师通过转动螺旋桨数次来点燃气缸中的油气混合物，然后开启磁电动机和各种开关，通过螺旋桨的快速旋转来启动发动机，如果点火失败，则气缸中充满燃料，几分钟后才能再次点火，如果机头迎风，成功启动发动机的可能性较大，发动机启动后，还需几分钟来确保油压稳定和油温正常，之后机组人员进入驾驶舱，吊车使用带衬里的救生船挂钩将飞机吊至舰艇一侧的开阔水面，一旦安全降至水面，飞机开始滑行离开载舰，激起大片水花，脱离海面，进入空中，滑行距离随风力和海况有所差异，一般需要200码，但如前所述，风平浪静时水上飞机不易起飞，而恶劣海况可能导致浮筒破裂。
一旦升空，满载的索普威思807爬高到1000英尺需要3.5分钟，超过1000英尺的高度后，爬升1000英尺需要4分钟。飞机进入稳定飞行后，观察员将呼叫信号传至协同舰艇，但由于缺乏接收机，他不能从舰艇接收信息，只能依赖起飞前的飞行简令，飞机指挥员的情形也是一样。在后来的“达达尼尔战役”中，土耳其人成功干扰了低功率的飞机发信机。由于没有接收机，观察员无法知道协同舰艇是否接收到信息，理想情况下，一架接替飞机能缓解观察员的压力，但接替飞机经常出现启动和起飞问题而延误战机。飞行员计算飞机最大安全航程，一旦达到此值，即驾机返回母舰，返航前，观察员一直执行观察任务。在战役的大部分时间里，“皇家方舟”号都处于锚泊状态，飞机返航并不困难，先飞越航母，在靠近它的水域降落，安全着水之后，飞行员即向母舰滑行，观察员将从吊车上垂下的钩子挂上飞机，待引擎熄火后，空勤人员将飞机吊至甲板，机组人员方才有机会了解他们的工作是否有效。直到1918年战争结束，类似的操作还盛行在“埃及”、“西印度”水上飞机中队。
第二件关于水上飞机的、具有说服力的事情发生在1916年5月31号的日德兰半岛战斗（Battle of Jutland）中。在David Beatty中将的指挥下，“恩加丹”号加入了巡洋舰舰队，并随队机动以捕捉敌战舰的信息，然而，大多数时间里敌舰没有出现在地平线上。贝帝回忆如下：
在14点45分，我命令“恩加丹”号出动一架水上飞机，朝北偏东北方向侦察，该命令得到迅速执行，15点8分，水上飞机正在执行任务，状态良好，飞行员是皇家海军航空兵中尉F。J。拉特兰，观察员是助理军需官G。S。Trewin。“恩加丹”号于15点30分接收到他们的第一份报告，由于多云，飞机飞得较低，为了分辨敌人的4艘轻型巡洋舰，飞机在距目标3000码的距离时以900英尺的高度飞行，敌巡洋舰所有武器都向飞机开火。这些情节在机组的报告中都有清楚的描述，表明水上飞机在战斗中有独特的价值。
接到Beatty中将的命令后，“恩加丹”号机库所有“肖特”184型水上飞机都收起机翼，准备入海。飞机出动之前，要先打开狭窄的库门，人工把飞机运送至甲板，飞机降至水面前，要张开机翼，启动引擎。6“恩加丹”号舰长认为Trewin关于敌舰位置、航向和航速的报告相当清楚和简洁，7Beatty中将也表彰了机组人员的成绩，不幸的是，他从来没有收到过他们的报告。“恩加丹”号分别于15点30分、32分、45分通过闪光灯标向战列舰编队最高指挥官和第五战斗中队传递与敌接触的情况，但这些信号都没有被识别，后来，由于一根输油管破裂，飞机不得不降落在海上，拉特兰从救生背心上扒下一块橡皮，修复了油管。8他操纵飞机驶向载舰，于16点被吊上甲板。此役之后，飞行员们战斗热情高涨，但由于天气变坏，飞机几乎不能再次出动，Rutland因其突出表现被提拔为中队长，并被授予优异服务勋章，和他搭档的观察员被授予优异服务十字勋章。
观察员的工作不同于飞行员，是举足轻重的。1917年之前，他们的角色不仅仅是飞行航线记录员。那时，双座飞机的第二名乘员通常来自水面舰艇的军官志愿者，一般个子较小、体重较轻，海军院校的学员也常被选来执行此项任务，非作战部门而想成为飞行员的人，就如助理军需官Trewin，常常自愿参加此项任务。Trewin在他的著作《作战和飞行》（Ernest Benn出版社，伦敦，1930年）中描述了观察员的工作：
我们不妨想象以前观察员所做的工作。他处在狭小的空间里，脚下松散地堆着4枚16磅的炸弹，每次活动一下，脖子都要撞上刘易斯航炮，还得小心保护着膝上的照相机，他还随身带着双筒望远镜、便笺本、地图和铅笔，此外，在目力所及的情况下，他还要尽力理解飞行员的意图，尽管有些飞行员纯属低能，但在混乱的飞行中，引擎轰鸣，观察员经常听不清飞行员的话。
日德兰半岛战役后，飞行中队长Rutland把Trewin描述成他所见过最勇敢的人之一。他说升空后Trewin明显因恐惧而手脚僵硬，但仍坚持完成任务，各种情况下都表现很好。91916年1月，皇家海军志愿后备队直接招募战机观察员，大家担心战争结束后观察员被遣散，不能一直服役。皇家海军航空兵上尉F。H。Sykes建议这类人员应被授予皇家海军航空兵军衔，并应组织起来成立一个情报保障机构。10他觉得观察员和飞行员同样会遭受各种危险，并且掌握不同于飞行员的飞行技能，应向他们发放航空补贴。
通信失误导致大型水上飞机母舰“坎帕尼亚”号未能按计划随舰队参与“日德兰半岛战役”。5月31日，舰队出发几个小时后“坎帕尼亚”号才启航，并整夜全力追赶，由于和舰队距离已经太远，舰队司令令其返航，结果10架飞机未能参战，包括3架“肖特”184型、3架“宝贝”型和4架“施耐德”型飞机，这些飞机本可以在“黎明行动”前提供敌舰队向北航行的情报，但由于它们的缺席，使Jellicoe中将未能运用这一支潜在的重要侦察力量。这次不顺利的行动影响了Jellicoe中将对飞机作战的认识，通信失误把仅有的一艘航母抛在身后，而他的参谋人员数小时后才意识到这个问题。糟糕的是，舰队司令和他的参谋们还没意识到“坎帕尼亚”号的速度足以追上舰队，并且大约21节的航速使它不可能遭受U型潜艇的拦截和攻击，更大的问题是，他们从航母的需求出发，认为靠近舰队配置比较有效，然而，“肖特”184型飞机只能在地平线的位置发现敌舰并传递情报，显然，参谋们仅从理论出发，没有考虑到飞机使用的实际情况。1913年Jellicoe曾指挥过包括“竞技神”在内的“里德舰队”（Red Fleet），但这次暴露的飞机缺陷令人瞠目结舌。
早期的水上飞机母舰最好被当做“流动的机库”，为了将飞机降至水面或从水面升起，航母不得不停在公海上，烦琐的操作使飞机在舰队作战行动中失去实用价值，但在远离陆地的海域，舰队不必出动，航母舰载机可以发挥远征军的作用。许多航母，诸如“圣安妮（Ann）”号、“乌鸦II（Raven II）”号，与“恩加丹”及其姐妹舰一样，都由商船改装而来，作为水上飞机母舰服役后，它们从非洲东海岸到爱琴海、红海、里海和地中海东部，都有不错的表现。1916年5月起，Samson中校统率“西印度”号和“埃及”号水上飞机中队，时值英国陆军在巴基斯坦和叙利亚地区与土耳其交战，这两艘航母在英陆军左翼发挥了一定的作用，离开非洲殖民地海域后，舰艇机动困难和海况恶劣的问题不存在了，但中东的高温却带来了新问题。Samson写道：“唯一能驾驶‘肖特’型飞机的时机是早晨较早、傍晚较晚之时。酷热几乎将凉水煮沸，并且影响到飞机起降”。111916年6月8日，Samson命令一架“肖特”184型飞机滑跑2海里约4000码的距离，然后升入空中。尽管航母已将水上飞机远远带离战斗海域，但它们的表现仍不尽如人意，意味着水上飞机的运用已陷入绝境，要使飞机行动更有效，则需改进其作战使用方法。
