Уже в первые годы существования кафедры электротехники ТМИ ее сотрудники уделяли внимание не только учебной, но и научно-исследовательской работе как теоретического, так и прикладного характера. Об этом свидетельствуют отчеты по НИР тех лет, проводимым на кафедре по заданиям тульских предприятий.

Еще при зарождении кафедры была выполнена первая НИР «Применение полукокса из подмосковных углей в качестве топлива для Бобриковской районной электростанции» (1931 г., Н.И. Трейеров, В.А. Михайлов и др.). В дальнейшем после создания кафедры и появления в ее составе квалифицированных и опытных специалистов интенсивность исследовательских работ росла. В связи с этим следует упомянуть:

• работы прикладного характера, такие как, например, «Энергетические ресурсы Косогорского металлургического завода» (1932 г.), «Пути удешевления продукции Косогорского металлургического завода» (1932–1933 гг.), «Испытание паровых котлов доменного цеха Судаковского металлургического завода» (1932–1933 гг.), «Исследование причины неисправности в терморегуляторах закалочных печей» (1940 г.);
• работы научно-теоретического характера, а именно: «Исследование электрофицированного станка типа «Дзержинец» (1935 г.), «Синхронно-асинхронный мотор» (1936 г.), «Новейшие типы конденсаторов для повышения коэффициента мощности» (1937 г.), «Емкостный метод определения рабочих усилий в металлообрабатывающих станках» (1939 г.), «Синхронизация асинхронных моторов» (1939 г.), «Перегрузочные способности в двигателях с шунтовой характеристикой» (1940 г.), «Автоматическое переключение с треугольника на звезду асинхронного двигателя для повышения его коэффициента мощности» (1940 г.).

Первая научная публикация на кафедре вышла в свет в 1935 г. Расширялись связи с предприятиями, заключались новые хоздоговора. Результаты НИР легли в основу диссертационных работ Н.И. Трейерова и его сотрудников. В последующие годы эти традиции были сохранены.

Из воспоминаний Е.Г. Воропаева:

"По окончании института я работал на Тульском комбайновом заводе заместителем главного энергетика. Нередко нам приходилось участвовать в различных совещаниях и конференциях по вопросам электроэнергетики. Помнится осень, когда ко мне обратился заведующий кафедрой теплотехники ТМИ А.И. Шефтель с предложением организовать в Туле научно-техническое общество энергетиков.

Спутниковый ньютонометр (1965 г.)

Обдумав все «за» и «против», мы решили на базе ТМИ создать свое НТО. Возглавил его А.И. Шефтель, заместителем избрали Н.И. Трейерова, заведующего кафедрой электротехники. В правление вошли В.Н. Дударев — директор Тулэнергосбыта, Б.Е. Пестов, заведующий кафедрой радиотехники, и др., избрали в президиум и меня. На семинары к нам приезжали специалисты-энергетики с Черепецкой ГРЭС, Косогорской ТЭЦ, многие другие. Выступал у нас и профессор М.А. Мамонтов, признанный корифей в области теплофизики. Писались статьи, издавались сборники, после конференций печатались тезисы докладов.

Кроме Н.И. Трейерова в работе НТО активное участие принимали сотрудники его кафедры М.И. Курчанинов, И.И. Минаев. Помню, что на кафедре тогда проводились серьезные научные исследования в области электропривода трамвая.

...Общение с учеными из Института физики земли (ИФЗ) АН СССР (Ю.Д. Буланже, Е.И. Полевым) определило тему моей диссертационной работы. Руководить работой согласился Ю.Д. Буланже. Предстояло разработать новый гравиметр с электромеханической обратной связью.

Тульский автоматизированный гиростабилизирванный гравиметр ТАГГ-1 (1966 г.)

Заведующий в то время кафедрой электротехники и электрических машин Н.П. Карлсон пообещал новому направлению всяческую поддержку. Так, в 1965 г. на кафедре была организована научно-исследовательская лаборатория (. Несколько хоздоговоров с заказчиками позволили производить закупку комплектующих и оплату исполнителей. Первая наша разработка — тульский автоматизированный гравиметр имел марку ТАГГ-1, этот прибор прошел длительные натурные испытания на Черном, Каспийском и Балтийском морях. В экспериментах принимали участие и студенты факультета. Гиростабилизированный гравиметр ТГГ и гравиметр ТАГГ-1 послужили объектом успешно защищенной кандидатской диссертации.

Работа лаборатории не осталась незамеченной. Так, Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга заказал нам более совершенный морской гравиметр МАГ-1. Несколько экземпляров этого прибора получили постоянную прописку на экспедиционных судах НИИ «Севморгео» и «Южморгео».

Из разработок этого периода следует так же отметить спутниковый ньютонометр (1965 г.), гиростабилизатор для гравиметрических измерений (1974 г.), спутниковый градиентометр (1976 г.), специализированный линейный асинхронный двигатель (1979 г.) и многие другие.

...В начале 70-х годов к данному научному направлению присоединились преподаватели О.А. Акимов, К.М. Пашутин, А.Ф. Данилова, В.В. Кулешов, Л.М. Белогородцева и др. Одновременно на кафедре проводились и другие научные исследования. Среди них — работы по электробезопасности установок (А.Б. Ослон, А.Г. Делянов), работы в области горного оборудования (А.Д. Богородицкий, Б.В. Арямнов) и по автоматике электротермических установок (А.С. Попов, Е.И. Феофилов). Крупные хоздоговора позволяли серьезным образом усиливать учебную и научно-исследовательскую базу кафедры.

Лунный гравиметр (1975 г.)

В 1975 г. в научно-исследовательской гравиметрической лаборатории работало на штатной основе около 20 человек. Особо выделялись конструкторы В.И. Грызлов, В.В. Блинов, В.А. Родин, Г.Б. Чувиков и другие. Пожалуй, самым серьезным испытанием для коллектива лаборатории была разработка гравиметра для измерений на Луне. Заказчиком выступал Институт космических исследований (ИКИ) АН СССР.

Прибор должен был выдержать колоссальные перегрузки в стартовых и посадочных условиях. Приемка изготовленного гравиметра производилась по привередливой нормали «Мороз». Тот, кто знаком с ней, знает ее особо строгие требования к изделию.

Лунному гравиметру не повезло. После предстартовой установки его на луноходе пришло постановление правительства о замораживании Лунной программы. Прибор до сих пор стоит в музее НПО им. М.С. Лавочкина. Один из шести изготовленных экземпляров лунного гравиметра экспонировался на ВДНХ СССР, другой — на международной выставке в Гренобле (Франция, 1976 г.), еще один находится сейчас в музее ТулГУ.

...Еще в 1969 г. Дж. Вебер (Мерилендский университет, США) предложил идею прибора для регистрации гравитационного излучения, идущего из центра галактики — гравитационного детектора. Это заинтересовало многих. По предположению специалистов скорость распространения этого излучения выше скорости света. Возникла идея более оперативной связи с космическими объектами.

Президиум АН СССР принял решение воспроизвести опыты Дж. Вебера на трех разнесенных в пространстве детекторах: один — в МГУ им. М.В. Ломоносова (руководитель — профессор В.Б. Брагинский), другой — в пос. Бирюлево под Москвой (руководитель — профессор Е.И. Панов), третий — в Туле на базе гравиметрической лаборатории кафедры ЭиЭМ (руководитель — доцент Е.Г. Воропаев). Общее научное руководство было возложено на академика Я.Б. Зельдовича.

Выбор места для установки третьего детектора не был случайным, к этому времени коллектив нашей лаборатории уже приобрел большой опыт гравиметрических измерений и был известен в научном мире."

В те годы на кафедре постоянно работал научный семинар, на котором выступали известные ученые: академик Ю.Д. Буланже, профессор Е.И. Попов (ИФЗ АН СССР), академики Г.И. Петров и Р.З. Сагдеев (ИКИ АН СССР), профессора В.Б. Брагинский, А.Д. Манукин, В.П. Пантелеев, М.У. Сагитов (МГУ), Г.В. Толстоусов (МГТУ им. Н.Э. Баумана) и др. На протяжении десяти с лишним лет издавались межвузовские сборники трудов «Динамика электромеханических систем» и «Гравиинерциальные приборы и измерения».

Начиная с 80-х годов на кафедре проводилась целая серия научных работ по исследованию процессов плазменного нанесения защитных покрытий, по разработке систем контроля температуры газа на выходе плазмотрона и системы управления установкой плазменного напыления и наплавки.

Эти работы в то время возглавил Э.С. Решетько и далее продолжил Г.М. Горячев с группой сотрудников кафедры (Н.А. Михеев, Б.И. Любимцев, Н.К. Волченков, В.В. Сурков и другие). Результатом работ явилась серия действующих систем и отдельных узлов электротехнической аппаратуры, участвовавших в выставке на Международном конгрессе «Конверсия. Наука. Образование» (25–27 мая 1993 г.). Опытные образцы были изготовлены и прошли испы-тания в НПО «Тулачермет». Среди них следует отметить информационно-управляющую систему плазменной обработки материалов, предназначенную для автоматизации технологического процесса плазменного напыления на базе персональной ЭВМ; микропроцессорный модуль АСУ технологическим процессом плазменного напыления, предназначенный для измерения, анализа и ввода в центральную ЭВМ информации о процессе на пяти рабочих местах за 15 рабочих дней; микропроцессорную измерительно-информационную систему установки плазменного напыления, производящую контроль, измерение и регистрацию всех параметров установки; моделирующее устройство для прогнозирования температуры и скорости частиц порошка при плазменном напылении.

Самостоятельный интерес представляет разработанная на кафедре универсальная система управления трехфазным источником питания (выпрямителем) для электродуговых и плазменных процессов. Астатическая система управления может использоваться совместно с любым трехфазным выпрямителем, обеспечивает повышенную точность, помехозащищенность и имеет расширенные возможности в результате использования двух режимов стабилизации тока.

В те же годы другим научным направлением на кафедре ЭиЭМ была разработка системы регулирования температуры электротермических нагревателей. Объектом исследования и регулирования было лабораторное термооборудование, выпускаемое тульским предприятием УЮ-400/2. Работа велась на протяжении 20 лет, начиная с 1974 г., коллективом сотрудников кафедры А.С. Поповым, Г.М. Горячевым, В.Е. Дубальским, Б.И. Любимцевым, К.В. Струковым, В.И. Ловчаковым, Н.К. Волченковым, В.В. Сурковым. Возглавлял это направление А.С. Попов.

Регулятор температуры прецизионный РТП-1 для лабораторных электропечей сопротивления (1989 г.)

Первые регуляторы температуры были разработаны для хроматографов с диапазоном температур, не превышающим 150 °С. Датчиком температуры был термистор. Затем был создан транзисторный регулятор для жидкостного лабораторного термостата СЖМЛ-19/2,5-И1. Этот регулятор был внедрен с большим экономическим эффектом. В дальнейшем он был усовершенствован, и термостат, оснащенный им, экспонировался на международной выставке «Метрология-86». Технические характеристики прецизионного регулятора обеспечивают поддержание температуры в диапазоне от 30 до 300 °С с точностью не хуже 0,02 °С, в качестве датчика использован контактный ртутный термометр.

На следующих этапах развития указанного направления были созданы:

• прецизионный регулятор для электропечи типа СНОЛ с температурой до 1000 °С. Точность регулирования — 1 °С в диапазоне от 200 до 1000 °С (1982–1986 гг.);
• программируемый микропроцессорный регулятор температуры для вакуумной сушильной печи СНВС-5.5.5/3 И1, проектируемой совместно ВНИИ ЭТО и предприятием УЮ-400/2. Максимальная температура — 300 °С (1986–1992 гг.).

В результате этих работ были созданы опытно-промышленные образцы, проведены их межведомственные испытания, разработана проектно-конструкторская документация для их серийного производства. Образцы экспонировались на выставке Международного конгресса «Конверсия. Наука. Образование» (1993 г.).