Георгиевские кавалеры под Андреевским флагом. Русские адмиралы — кавалеры ордена Святого Георгия I и II степеней

Серьезное внимание Грейг обращал на главное оружие кораблей — артиллерию. Зная, что пушки Луганского завода часто разрывает, он заказывал орудия на Олонецком заводе. Моряк приказал хранить порох в латунных бочонках вместо деревянных, установил новую пробу пороха, спроектировал станки для каронад, единорогов и орудий гребных судов. На одну треть для экономии и сохранения стволов были уменьшены учебные заряды, фитильные запальники заменены замками (вновь видна аналогия с С. К. Грейгом). Грейг ввел лучшую отделку ядер и бомб для точности и безопасности стрельбы, упростил крепление пушек на корабле по-походному, заменил тростниковые запальные трубки более безопасными перьевыми.

Для кораблей свыше 100-пушечного ранга с толстыми бортами потребовалась разработка орудий с удлиненными стволами. Такие орудия были разработаны под руководством Грейга, соответствующее представление послано в столицу в 1827 году, и получено разрешение изготавливать длинные пушки; в 1830 году было решено изготавливать пушки по чертежам Грейга для всего флота.

Интересовавшийся с детства химией, Грейг в 1821 году изобрел новый зажигательный состав для брандскугелей, который дольше горел.

В 1825 году из 15 черноморских кораблей в строю было 10, тогда как на Балтике — всего 5, что свидетельствует о качестве кораблестроения и отношении к их сохранению. Не мудрено, что, когда вступивший на престол Николай I организовал под председательством адмирала Моллера Комитет для образования флота, его членом наряду с вице-адмиралами С. Л. Пустошкиным, Д. Н. Сенявиным, контр-адмиралом П. М. Рожновым, капитан-командорами Ф. Ф. Беллинсгаузеном, И. Ф. Крузенштерном и М. И. Ратмановым стал вице-адмирал Грейг. Благодаря усилиям выдающихся моряков, составивших комитет, Российский флот вошел в русско-турецкую войну боеспособным.

Увеличение числа плаваний для перевозки войск и грузов в разные пункты побережья потребовало организации навигационного обеспечения безопасного судоходства. Не существовало достоверных карт и лоций Черного и Азовского морей. Грейг реорганизовал Черноморское депо карт и создал гидрографическую службу во главе с Е.П. и М. П. Манганари — выдающимися гидрографами. Уже к 1828 году были сделаны аккуратные описи Днестровского, Днепровского лиманов, реки Буга, Крымского берега от Очакова до Керчи, части Керченского пролива, затем наступила очередь Азовского моря, устья Дуная и Румелийского побережья. Благодаря усилиям черноморских гидрографов в 1841 году появилась знаменитая карта Манганари, служившая многим поколениям моряков, в 1851 году — первая лоция Черного моря. Съемки братьев Манганари, особенно иностранных берегов, сделанные в 1828–1835 годах, сохранили значение и через столетие. В лоции 1937 года было написано: «Для остальных берегов Черного моря единственными картами являются карты атласа Манганари, съемки 1825–1835 гг.». Потребовалось создать практически заново навигационную обстановку. К 1828 году было построено несколько маяков: Инкерманские в Севастополе, плавучий у Кинбурнской косы, в Одессе и Еникале, на Тендровской косе, на мысах Тарханкут и Айтодор, Таклинский. В Бугском и Днепровско-Бугском лиманах по берегам были установлены навигационные знаки.

Для оперативного управления флотом в 1819–1820 годах были выработаны дневные (флажками) и ночные (фонарем) сигналы. Дневные флажные сигналы, разработанные на Черном море, были введены для всего флота. Чтобы главный командир мог руководить действиями флота из Николаева, Грейг в 1828 году предложил построить оптический телеграф от этого пункта до Севастополя; еще в 1826 году была сооружена линия до Очакова; в 1830 году началось ее продление до Севастополя и Херсона, а затем и до Измаила. Телеграф, разработанный Грейгом и построенный на Черном море, в то время был самым протяженным в России. При осаде Варны в 1828 году был применен полевой оптический телеграф для связи между флотом и войсками графа Воронцова. Буквенный телеграф, введенный Грейгом, оказался при осаде Варны удобным для передачи длинных многословных приказов с флота на берег.

Понимая важность обороны главной базы флота, Грейг добился постройки в 1821–1827 годах батарей с ядрокалильными печами на входных мысах Севастопольской бухты. Он разработал план оборонительных сооружений для защиты города с суши, однако средства не были выделены, и Севастополь пришлось укреплять в 1854 году уже после вторжения неприятеля в Крым.

Судьба города в результате осады союзных войск вполне объясняет, почему Грейг являлся твердым противником перевода всего управления и кораблестроения из Николаева в Крым. Благодаря его стойкости удалось сохранить после Крымской войны основные верфи, мастерские и систему администрации, без которых не было бы возможности восстановить флот.