波音747

波音747（Boeing 747）是美國波音公司在1967年開始生產的世界第一種雙通道遠程寬體客機，第一架 747-100 于 1969 年完成首飛。該機最大的外形特征是機背的駝峰造型。制造巨型747 的動機來自機票價格的下降、航空客運量的激增和日益擁擠的天空。另外在大型軍用運輸機 C-5A的競爭中落敗后，波音公司著手開發一種大型先進商用飛機，以利用為 C-5A 開發的高涵道比發動機技術。但是除了發動機之外，設計師有意避免使用為 C-5 開發的任何硬件，而是開發一種全新的飛機。747 的最終設計提供三種配置：全客運、全貨運和可轉換的客運/貨機機型。

747計劃的根源可以追溯到波音飛機在軍事和民用領域的融合。在商業領域，波音公司最初的重點是將707機型延伸為一架真正的巨型客機，從而搭載更多的乘客；而軍事計劃則是波音試圖贏得美國空軍大型運輸機的競標，盡管結果是洛克希德公司獲勝。這兩項研究對747的最終大小和形狀產生了重要影響，但并不能說波音747是源于波音707的放大或者是空軍運輸機的民用型號。

在20世紀50年代噴氣式客機剛剛出現的時候，曾經歷乘客數量下滑的問題。一開始航空公司的舉措是漲價，但并沒有阻擋業績的下滑。直到20世紀60年代，運營定期航班的航空公司才摸索出噴氣式飛機的運營模式，即用相對低廉的價格，提供從熱門機場出發的便利性以及靈活的出行時間，而且沒有繁瑣的預訂條件。而一旦廉價的航空旅行能成立，那么航空公司必然需要飛得更遠而且能搭載更多乘客的飛機。

例如道格拉斯公司就設法通過增加機身長度來“拉伸”DC-8，從而增加每架飛機的乘客數量。雖然每架飛機的航程略有減少，但每次飛行的總成本大致相同。由于搭載了更多乘客，每位乘客的成本更低（航空公司以“座位英里”來衡量成本）。但是，波音707的設計不像道格拉斯公司的產品那樣容易拉伸。主要原因是起落架要短得多。如果機身被拉伸，飛機起飛時會刮到后機身。因此雖然波音公司研究了各種對707進行拉伸的方案，包括一種可以搭載230名乘客飛行8000公里的方案，但最終由于需要重新設計起落架以及周圍的機身和機翼結構，成本過高導致無法繼續進行。

波音707的設計無法再進一步放大拉升

當時泛美航空公司的CEO胡安·特里普直接對波音公司CEO威廉·M·艾倫表示，707無法滿足未來航運的需求，他需要是是一種雙層巨型亞音速客機，以滿足當前3500萬乘客和未來20年超過8000萬人航空市場的需要。但當時研制這種超大型客機還缺少足夠強大的發動機。

但是軍方的需求卻導致了更強大發動機的誕生。1962年美國陸軍提出CX-4大型運輸機項目，其機身超過3.6米，可搭載主戰坦克，飛機兩端設有全尺寸貨物艙門，起飛重量超過272噸。1963年11月，CX-4項目被更改為CX-X，提出要應用新材料和新結構技術實現輕量化，使用層流翼技術等，其最基本的要求是能夠提供長36.5米、寬5.4米和高4.8米的貨艙。最后該項目更改為CX-HLS（貨物實驗-重型后勤系統）波音、道格拉斯和洛克希德都提交了飛機方案，而普惠和通用電氣則都參與了發動機合同的競標。盡管波音和普惠公司都失敗了，但是波音公司通過競標對研究超大型噴氣飛機積累了經驗，而普惠公司更借助軍方的投資而研發了大涵道比渦扇發動機。

由于泛美公司在美國首都華盛頓有龐大的情報網，因此胡安·特里普搶在正式結果出來前就通知波音公司競標失敗，雖然波音公司技術評分高，但是洛克希德的成本太具吸引力。特里普和艾倫達成了一項紳士協議，特里普說：“如果你能建造出來新飛機，我就買下來?！倍瑐惢卮鹫f：“如果你能買下來，我就能造出來?！边@是泛美公司和波音公司的一場豪賭，因為泛美公司初始訂單為25架飛機，總計4.5億美元，相當于該公司10年的利潤，而波音需要投入超過10億美元來開發新飛機和建造新的生產設施，超過了當時公司的凈值的兩倍以上，需要銷售450架飛機才能收回初始投資。

胡安·特里普

1965年9月，空軍正式宣布洛克希德贏得了CX-HLS項目競爭，并將建造C-5A“銀河”運輸機。隨后波音的首席工程師喬·薩特（Joe Sutter）接到了一個新任務。使用為CX-HLS項目保留的100名工程師，開始設計一架滿足胡安·特里普和泛美航空需求的、至少350個座位的飛機。這款新飛機暫時被稱為波音747。

C-5A“銀河”運輸機

薩特的團隊總共設計了200多個初步方案，然后將其縮小為最有競爭力的50個方案。有些方案有些將機翼設置在機身上部，類似于C-5A運輸機，有些其他方案將機翼移至機身中部位置；還有一些方案采用更傳統的機身下部位置。但是幾乎所有方案都是“雙層”甲板飛機。這些飛機載客量為311-433名乘客，翼展為45.7米到48.7米，總體尺寸比后來的747要小20-25%。

盡管泛美公司對雙層設計很感興趣，但薩特卻認為雙層甲板設計讓乘客上下不方便，而且緊急疏散困難，飛機外形也很笨重。薩特的建議是，在未來20世紀70年代超音速運輸機將大發展的時候，波音747的設計應該堅固客運和貨運，屆時客運市場被超音速客機占領的情況下，依靠貨運市場盈利。

1966年1月，波音向泛美公司展示了7個最終設計方案，其中4個是新的“單層寬體”方案，座位安排為每排八、九或十個座位。另外3種是雙層設計，機翼中單翼或上單翼，雙層設計為六座-六座、七座-七座和八座-七座三種配置。相比雙層方案，新的“單層寬體”方案給泛美公司留下了深刻印象。1966年3月，波音公司CEO艾倫親自向特里普展示了單層和雙層兩種木質模型設計方案?！皢螌訉掦w”方案機艙每排有九個座位，為了便于乘客在緊急情況下到達出口門，設置了兩個過道。在運貨是可以并排容納兩個2.44×2.44米的集裝箱。主甲板具有鉸接式前鼻段，以便直通式貨物裝載。為此薩特將駕駛艙直接上移到一小塊上層甲板上，形成了747飛機獨特的“駝峰”形狀。泛美公司最終同意了“單層寬體”方案。

波音747和空客A380機身剖面對比

1966年3月波音董事會正式批準了波音747計劃。同年4月12日，特里普向泛美公司董事會解釋成，每架747飛機將替代2.5架707飛機，并且座位英里成本將降低30%。747飛機將每趟橫越大西洋的時間縮短25分鐘。最終泛美公司批準購買25架747-100飛機，每架成本為18767000美元，合同總金額5.5億美元，這是當時航空史上最大的商業購買項目。13日波音公司宣布泛美公司的購買合同，并公布了747的模型，透露交付將在1969年開始。

隨后波音公司薩特領導的團隊開始進入747飛機的詳細設計階段。在1967年，薩特領導的團隊規模高達4500人，其中2700人是純技術人員，其余的則包括了管理人員、普通文員和技術支持人員。盡管波音當時面臨資金匱乏的困難，但是仍然將747項目作為扭轉困境關鍵而沒有裁撤技術人員。

當時波音-747在詳細設計階段面臨的兩個危機：機翼結構強度不足和超重。當時發現機翼問題已經是設計階段后期，圖紙都已經完成發放，部件已經開始生產。最后的解決辦法是僅僅扭轉外側機翼，最終達到了扭轉整個機翼，重新滿足結構載荷的目的，同時難度和成本大大降低。這個應急的解決方案被媒體稱為“薩特扭轉”。而747的初始設計起飛重量為249.5噸，但是到波音正式啟動747項目時，起飛重量已經上升到了297.1噸。而到了1966年更上升到了308.4噸，而且還有上升的趨勢。最后波音公司和泛美航空公司達成了妥協，最后將飛機的起飛重量定在了322噸。

此外泛美航空希望747的巡航速度達到0.9馬赫，遠高于707。這意味著機翼需要具備40度后掠角，而薩特及其團隊傾向于使用707上采用的35度后掠角，巡航速度僅達到0.85馬赫。最終達成了妥協，機翼在四分之一弦長處后掠37.5度，巡航速度設定為0.88馬赫，但這一目標最終也未實現。747在開發中風洞實驗時間超過14,000小時，其中大部分在波音自己的2.4x3.6米跨聲速風洞中進行。

波音-747的詳細工程設計圖紙超過7.5萬張，擁有300萬個緊固件和450萬個可動部件，275公里長的電纜和8公里長的管道。1968年9月30日，編號N7040的第一架 747原型機在全球媒體和訂購該客機的 26 家航空公司的代表面前從波音在埃弗雷特的裝配大樓中推出。1969年2月9日，波音747實現首飛。在首飛中試飛員發現飛機的襟翼出現了小問題，但整體操控性很好。而在后續的飛行測試中，又發現波音-747的機翼存在顫振問題。對此波音的解決辦法是降低某些機翼部件的剛度，同時在機翼的舷外發動機短艙中插入貧鈾配重作為壓艙物，解決高速顫振問題。

1968年9月30日，編號N7040的第一架 747原型機亮相

包括原型機在內，總共有5架飛機參與飛行測試計劃，而除了首架原型機之外，其余4架測試機在完成測試后都會出售給航空公司。1969年6月，波音制造的第4架747飛機耗時9小時18分鐘從西雅圖直飛巴黎參加航展，展示了747的巨大潛力。747的飛行測試工作總體順利但是也發生了一些事故，最嚴重的事故發生在1969年12月，第三架測試機降落時起落架撞擊地面，右翼傾斜導致3號和4號引擎和地面摩擦受損。1969年12月31日，美國FAA頒發747的型號證書，測試計劃累計飛行時間為1,449小時，進行了1,013次飛行。波音747的測試和頒發型號證書的速度，在當時超過了任何其他的飛機。

在推出第一代的“經典747”客機后，波音公司于1984年在英國范堡羅航展上推出了改進型的波音747-300A型飛機，主要改進是加長了上層甲板，同時擁有更大的翼展、更大的燃油容量和更強大的發動機，并保留了三人駕駛艙。本質上這是一種“最小變更”的技術升級，但是1985年英國航空、國泰航空等7家航空公司聯合組成747咨詢組，敦促波音公司進行更有革命性的技術升級。實際波音公司第二代的“747-400”型客機的設計研發，是由航空公司推動的。其最終采用的新技術包括玻璃駕駛艙、雙人駕駛員、數字化航空電子系統和其他改進，這都是航空公司出于節省費用和提高競爭力的考慮而提出的。

德國漢莎航空公司的波音747-400飛機

1988年，波音的產品開發小組公布了其可能的重新設計機翼和拉伸機身的747設計，即“47-X”，使用了更高效的發動機、復合材料和改進的系統。1992年波音邀請商業航空公司組成一個小組，聯合研究稱為N650或747-X的新大型客機（NLA）設計。該小組研究了100多種方案，最大的一種翼展達到290英尺，一排12個座椅，起飛重量170萬磅，總共可搭載750名乘客。但是到1993年后，大多數航空公司認為這種大型飛機沒有市場，最可取的辦法還是有限改進747客機。1996年波音在范堡羅航展推出747-500X和-600X，使用了波音777的機翼。雖然這種飛機的運營成本下降了，能解決機場的擁堵問題，但研發成本居高不下，航空公司認為寬體雙引擎客機更劃算，最終導致747-X項目被擱置。2004年，波音公司又推出了747 Advanced型號，應用了787客機的技術。在2005年空客A380在亞太地區巡回展示時，波音將747 Advanced命名為“747-8”與之競爭。2010年2月8日，波音747-8貨機實現首飛。2011年12月14日，波音747-8I獲得美國FAA的型號證書。

最新一代747-8I飛機

1966年泛美公司宣布訂購747后，波音的首要任務就是設新的總裝廠。波音在堪薩斯州威奇托和華盛頓州雷頓的工廠接近滿負荷生產其他民航客機，而且空間無法容納生產747這樣的巨型客機。1966年6月，波音在西雅圖以北30英里的佩恩菲爾德機場附近購買了315公頃的土地，開始建造當時世界上最大體積的建筑，后來被稱為埃弗雷特工廠?？偣步ㄐ聫S的花費超過2.5億美元。另外波音還在西雅圖以南20英里的奧本建立了一個新廠來專門建造747的機翼。

埃弗雷特工廠巨大的飛機組裝車間

埃弗雷特工廠由三個相互連接的車間組成，每個車間寬91米，高35米，長305米。其中一個車間被配置為分裝施工和準備區域，而另外兩個車間則為最終總裝線，每個車間都有足夠的空間進行機翼與機身中央段的連接以及飛機機身的整體組裝。另外廠房還設置有接收區，專門接收由外部承包商和合作伙伴建造的機身部件。這些部件通過專門建造的鐵路支線與全國鐵路網絡連接直接運到波音的廠房。大型分裝總裝可以通過多達十幾個吊車在工廠內的移動，并由每臺能承載30噸的龍門吊移動起重機進行定位。第一個機翼分裝總裝人員于1967年1月入駐。第一個主總裝車間于1967年5月底投入使用，第一架完整機身的最終制造于1967年9月開始。

747飛機裝配車間

波音公司還和主要分包商建立了風險和利潤共享的安排，尤其是洛杉磯的諾斯羅普公司，該公司將負責制造飛行甲板后部到尾艙壓力艙機身等40個主要子裝配件，最大的尺寸為9.1x6米。所有這些部件都將以專門的鐵路貨車運送到埃弗里特，波音在那里進行裝配。其他主要分包商包括洛克韋爾國際、LTV和費爾柴爾德。

波音總共生產了1574架波音747飛機，其中波音747-100型251架，波音747-200型393架，波音747-300型81架，波音747-400型694架，波音747-8型155架。

1970年1月，泛美航空公司接收了第一架747-100飛機，當時美國第一夫人帕特·尼克松出席接機儀式并將其姓名為“快船勝利者”（Clipper Victor）。1972年德國漢莎航空公司成為波音747-200的第一個使用者。1978年12月，日本全日空航空公司（ANA）接受第一架747-100BSR型客機。1976年3月，泛美公司接收第一架747SP型客機。1983年3月，波音公司向瑞士航空公司交付了第一架 747-300客機。1989年2月，美國西北航空公司首先開始運營波音747-400客機。2011年10月，盧森堡國際貨運航空成為首家使用 747-8F貨機的運營商。2012年6月，德國漢莎航空公司成為首家使用 747-8I客機的運營商。

美國第一夫人帕特·尼克松出席第一架747-100飛機接機儀式

第一代：747客機的機身基本上是一種傳統結構，除了凸起的駕駛艙導致機體前部呈現橢圓形截面之外，在“駝峰”后方的機身保持著圓形截面形狀，直徑為650厘米，直至朝向機尾逐漸變窄。飛機主甲板的每側都有五個大型（107厘米 x 193厘米）的入口門；747-SP的機身較短，每側只有四個門；而專用貨機（747F）只有兩個門，均位于機身左側。每架747都在右側有三個地下貨艙門（一個尺寸264厘米 x 168厘米，另一個為112厘米 x 119厘米）；所有混合型和貨物轉換型747都有一個尺寸312厘米 x 340厘米的向上開啟貨艙門，位于后部機身的左側。盡管由于駕駛艙外部和機翼與機身的連接處的整流罩，實際使用了聚氯乙烯（PVC）材料，這是當時飛機外皮中最大規模的塑料使用。由于預計未來可能進行機身加長，因此波音在機身中設計了兩個制造斷點；一個位于駕駛艙后部和前側門之后，另一個位于機體中心段的前方。機身另一個技術特點是需要容納四個大型的主起落架在中央段，解決方案是使用非常堅固的中央龍骨連接前后機身部分，同時仍然留有足夠的空間容納起落架。

747-200機身外形

第二代：由于使用了新的材料，第二代的波音747-400機身實際上比上一代要輕。

第三代：與747-400相比，747-8后機身加長段長1.52m，前機身加長4.06m，總長度達到76.26米。機身采用常規的半硬殼式破損安全結構。由鋁 合金蒙皮、縱向加強件和圓形隔框組成。采用鉚接、螺接和膠接工藝。主艙地板由碳纖維復合材料制成以減輕重量。

第一代：機翼在四分之一弦長處后掠37.5度，在截面上呈高度錐形，具有相對尖銳的前緣。根部的翼厚弦比為13.4％，發動機支架處翼厚弦比為7.8％，在這個支架的外側稍微增加到8.0％。整個機翼向上傾斜7度，傾斜進入氣流，以產生2度的入射角。內側發動機位于機翼跨度的40％處，外側發動機位于跨度的71％處。機翼有60,000小時的使用壽命，采用三桁設計的機翼箱梁。前桁和后桁構成了主油箱的壁，第三桁穿過中心段一直到外部發動機支柱的外側。機翼箱的外皮板是通過機械銑削加工的，下部機翼外皮和肋骨采用2024鋁制造，而上部機翼外皮、肋骨、桁條則采用7075鋁制造。前后緣襟翼均為復合纖維/輕合金結構，蜂窩結構和玻璃纖維占據了機翼外蒙皮的一半以上，因為這種材料可以承受空氣動力負荷，同時重量輕耐腐蝕。機翼上有總共有13個前緣襟翼裝置，其中10個是可調節凹度的外側前緣襟翼。當不使用時，它們平放在機翼下方，但在低速飛行時展開時會向前旋轉，并呈現出一個空氣動力學的剖面。之所以選擇這個解決方案，是因為747的機翼具有相對尖銳的前緣，沒有足夠的空間容納常規的外側翼面前緣襟翼。另外3個常規的克魯格前緣襟翼位于內部發動機的內側。每個機翼上有六個蜂窩形擾流板。兩個最大的擾流板位于內部發動機的內側，主要用于在著陸時有重量壓在起落架上時減小升力。另外的四個擾流板位于發動機之間，通常在飛行時用作空氣剎車，外側兩個面板也用于在襟翼展開時輔助副翼進行滾轉控制。后緣使用了更復雜的三縫式襟翼，極大地提高了747的低速著陸速度。一旦襟翼開始移動，可調節凹度的外側前緣襟翼將自動展開。當襟翼通過5°時，三個內部克魯格前緣襟翼開始展開。當前緣后緣襟翼全部展開時，機翼面積增加了21%，升力增加了90%。內外襟翼被分開，以便內側發動機的排氣可以從它們之間排出。每個襟翼由鋁合金蜂窩外皮覆蓋的輕合金肋骨制成，并安裝在由玻璃纖維護罩覆蓋的鋼制導軌上。襟翼馬達由冗余液壓系統提供動力，并通過球螺桿千斤頂驅動襟翼在導軌上移動。襟翼一旦開始展開，位于襟翼之間的高速副翼將被禁用，滾轉控制轉由位于機翼外側后緣的低速副翼進行。747的尾翼部分也很龐大，水平尾翼翼展超過波音727的整個機翼，而垂直尾翼超過9.7米，底部長度為11.7米，頂端為3.96米，面積為77.1平方米，與早期737的整個機翼面積差不多。垂直尾翼方向舵由輕質合金桁條和肋骨構成，覆蓋著玻璃纖維蜂窩結構外皮。較大的上部部分通過附在鉸鏈前方的桅桿上附著在外側，以質量平衡，較小下部沒有進行質量平衡。方向舵最大偏轉角度為24度，每側可調平至16度。水平尾翼圍繞著貫穿整個機身的扭轉箱進行設計，后端通過螺桿桿調節器與機身連接。這個螺桿桿調節器可以調節水平安定面的迎角為+3/-12度。升降舵由輕質合金桁條和肋骨構成，覆蓋著玻璃纖維外皮。較大的外側部分進行了質量平衡，兩個部分的可偏轉角度為+24/-18度。

747-100飛機的機翼

747-100機翼的后緣三縫式襟翼

747-100飛機的尾翼

第二代：波音對747-400機翼的內部進行了大規模修改，但是從外觀看最大的變化是翼展達到了64.92米，比747-300的機翼跨度大5.2米，在四分之一弦長處呈37.5度后掠，并且具有7.0的展弦比。盡管747-400的機翼更長，但重量比原來更輕，為12.7噸，翼面積達到了524.9平方米。機翼采用鋁合金材料制成，并應用了碳纖維翼尖板。采用翼尖板本質上是一種折中方案，可以在擁擠的機場停機坪上進行運營時節省燃料，并將機翼的展長保持在合理的范圍內。額外1.8米長的翼尖擴展和翼尖板不會增加747-400機翼的重量。通過使用新的鋁合金材料在機翼上節省了2,270公斤的重量，以抵消翼尖擴展和翼尖板的重量增加。機翼發動機掛架和發動機艙蓋大量使用凱夫拉和其他石墨材料。與之前的第一代747客機相比，747-400對其機尾部分進行了修改。在水平尾翼的前后副翼之間增加了一個容積為3,300加侖的內置燃油箱，可增加大約644公里的航程。水平尾翼的后表面由四個舵面組成，連接在水平安定面的后副翼上，配有四個液壓致動器、控制裝置和升降舵感應系統。升降舵感應系統可防止在俯仰控制上過度控制，并在速度增加時增加人工反作用力以對抗控制輸入。747-400的垂直尾翼和方向舵也進行了重新設計。垂直尾翼由前副翼、后副翼、肋骨、縱桁和外皮組成，共同構成一根梁。在偏航軸上，使用兩個方向舵（上方和下方）進行控制、微調和自動滾降。上方方向舵具有更大的調整范圍和三個三聯閥致動器。從最早的747型號到最新型號，飛機的垂直尾翼高度形狀都保持不變。垂直安定面設計有可拆卸前緣。

747-400機翼外形最大變化是使用了碳纖維翼尖板

747-400飛機的尾翼

第三代：第三代747-8進一步增加了航程，就要提高升阻比，但同時要對機翼的改動最小化，才能降低整個項目的開發成本。因此第三代747-8的機翼變化主要是在機翼外側翼型，翼梢進行了延長，機翼本身采用更厚的翼型以提高結構效率。新的翼型保持原有結構布置，從而不改變中央部分的幾何形狀、起落架和機身接口，而更厚的翼型的另一個好處是解決了747-400機翼的燃油容量限制。747-400采用了內外三縫后緣襟翼，而改進后的747-8采用了內外雙縫后緣襟翼以減少噪音。為了在不影響低速性能的情況下使用一個外側單縫翼，內側前緣采用了間隙而不是密封，這與747-400上的設計不同。增加間隙可以顯著提高進場速度。至于中部和外部前緣，保留了747-400上的可變凸度克魯格翼（VCK），但對其進行了修改以適應新的發動機安裝。通過新的翼型，改善了747-8的穩定性和操縱性，使其具更好的飛行品質。

747-8飛機的機翼

第一代：747的飛行控制系統在形式和功能上與之前的波音707和727系統非常相似，主要區別是缺乏手動恢復功能。747的所有的主要操縱面（副翼、升降舵和方向舵）都是獨立安裝的、分段式的操縱面，每個部分都由兩個完全獨立的液壓系統提供動力的雙作動器控制。因此，每個控制軸都由四個液壓系統提供動力。所有操縱面作動器都由飛行甲板上的雙防卡鏈控制，但自動駕駛和馬赫修正指令通過復制的電路進行信號傳輸?？勺冇前捕嬗蓛蓚€液壓馬達驅動的球螺桿作動器控制，液壓馬達由獨立的液壓系統供電。通常情況下，俯仰修正指令通過電氣方式傳遞，但駕駛艙還提供了一套通過纜繩控制的系統。所有三個控制軸都配備了人工感知系統。747有四個主要的3000 psi液壓系統，每個系統由不同的發動機驅動泵。1號和4號系統為所有主要飛行控制、所有次要飛行控制（除前緣襟翼外）、起落架操作和剎車提供動力。2號和3號系統通常僅用于飛行控制，但在必要時也可以用于其他用途。在地面上，4號系統還可以通過電動馬達驅動，提供牽引時的輪子剎車功能。每個主要飛行控制面由雙串聯液壓驅動器提供動力，由四個系統中的兩個供應。747可以在四個液壓系統中三個失效的情況下著陸。

第三代：由于使用了新的翼型，這導致了對747-8飛行控制系統的更改，即外側副翼改為電傳飛行操縱（FBW），這是為了優化副翼在任何縫翼設置下的下垂效果，也是原有747-400副翼控制系統無法實現的。電傳操縱能最大化減少起飛和進場時的噪音。電傳飛行操縱外側副翼還允許調整低速滾轉響應，從而改善操縱特性。此外縫翼也改為電傳飛行操縱，目的是減輕重量和改善飛機的橫向軸響應速度。電傳飛行操縱表面還使飛機具備機動載荷減輕（MLA）功能。這種功能能夠通過操縱飛行控制表面來降低最大機翼載荷。

第一代：主起落架是747最為顯著的特點之一。中央機身和機翼，各有2個主起落架，每個起落架都有四個輪子。正常的起落架伸展和收起是由第4號液壓系統控制機翼起落架，而機身起落架則由第1號系統控制。伸展需要約12秒，收起需要約14秒。在緊急情況下，每個起落架支柱都有自己的伸展系統，可以通過電力解鎖起落架和起落艙門，使得起落架在彈簧的幫助下自由伸展。前起落架具有應急電動驅動裝置，并具備手動搖動的功能。兩個安裝在機身上的主起落架腿由電液系統控制，與前起落架轉向系統同步。主起落架只有在前起落架轉動超過20°時才會轉向。連接到主起落架避震減振器的液壓氣動平衡系統，能確保四個主起落架牢固地接觸地面并均勻分散重量。早期的747使用的輪子和輪胎與707相同尺寸。這對航空公司維護有很大好處。

747-200飛機的主起落架

第二代：起落架的配置基于“經典”747型號的設計，但由于747-400具有更大的起飛重量并更多地使用數字系統，進行了一些修改變化。與早期的747“經典”相比，747-400的起落架最重要的變化是引入了碳纖維盤式制動器，取代了鋼盤式制動器，節省了844公斤的重量。

第三代：747-8飛機采用液壓收放前三點起落架。雙輪前起落架向前收起。主起落架為 4 個四輪小車式，2 個并列裝在機身靠近機翼后緣處，向前收入機身;另 2個裝在機翼下向內收起。前輪規格 50 × 20. 0R22，胎壓 11.67 × 10Pa;主輪規格 52 × 21. 0R22，胎壓15.54 × 10Pa。主輪均帶有碳盤剎車和獨立的數字式電子控制防滑裝置。前輪可轉向正負70°。

第一代：1974年1月之前所有的747都由不同型號的普惠JT9D渦扇發動機提供動力，然后隨著70年代中后期通用電氣CF6發動機和羅爾斯羅伊斯RB.211發動機問世，波音747也開始使用新發動機。這三種寬扇發動機的推力從原始的19.7噸逐漸增加到22.6噸。隨著發動機推力的增加，飛機的最大起飛重量也得以發展，早期的747最大起飛重量為322噸，而后期機型可達到377噸。發動機支架是獨立的三梁懸臂結構，直接連接到主翼箱的前后主梁，并在兩個點支撐發動機。除了主推進發動機外，每架經典版747還配備了位于尾部的1100馬力的加勒特輔助動力裝置（APU），它為飛機在地面時提供電力，并提供氣源來運行客艙溫度調節系統和啟動主發動機。

747飛機的普惠JT9D渦扇發動機

第二代：普惠公司成為747-400飛機首批動力裝置的供應商。該公司為波音747-400專門研制了PW4256大涵道比渦扇發動機。該發動機直徑2.4米，推力高達28.1噸，采用新技術的單晶渦輪葉片，并使用了全權數字發動機控制（FAEDC）技術。相比第一代的JT9D發動機，它的燃油消耗減少了7%。通用電氣制造的CF6-80C2發動機成為第二個被選為747-400使用的發動機，推力標稱為25.8噸。這是一種改進型的CF6發動機，增加了一個額外的低壓壓縮機級數（共四級），并采用FADEC控制。與普惠發動機一樣，CF6-80C2發動機在渦輪葉片中使用了新的更強材料，并增加了一個渦輪級。羅爾斯羅伊斯公司為英聯邦航空公司運營的747-400客機提供RB.211-524G/H渦扇發動機，推力為26.3噸和27.2噸。通過RB211-524G/H型號，勞斯萊斯在1990年成為三大發動機制造商中最后一個獲得747-400認證的公司。該發動機采用了三軸配置，但與以前的747發動機不同的是，它采用了寬弦風扇葉片，抗鳥撞能力強，使用遄達-700核心機。三種發動機比上一代發動機噪音都減少了一半。

RB.211-524G/H渦扇發動機

第三代：747-8使用4臺通用電氣公司的GEnx-2B大涵道比渦扇發動機提供動力。這些發動機與787上使用的發動機具有相同的核心機，但針對 747-8進行了優化。GEnx-2B發動機風扇直徑2.65米，長4.31米，起飛推力30.2噸，起飛階段涵道比8.0，爬升階段涵道比7.4，起飛階段總壓比44.7，爬升階段總壓比52.4。壓縮級為1級風扇、3級增壓和10級高壓，渦輪級為2級高壓和6級低壓，采用第三代全權數字發動機控制技術（FADEC Ⅲ）。

GEnx-2B大涵道比渦扇發動機

波音747-400使用的是美國霍尼韋爾公司的為RTA-4B型氣象雷達。該雷達為雙收發機系統，設有兩套收發機和一個雷達波導開關，通過雷達控制面板上選擇開關的置左或置右，以選擇相應的系統工作。雷達驅動組件的左右掃掠需要由慣性基準系統（IRS）提供飛機姿態信號，用以保持雷達掃掠平面的穩定，通過機長及副駕駛對應位置的慣導源選擇開關（IRSSSS）進行控制。氣象目標的回波信號被雷達天線接收后，通過波導管輸入到選定的收發機進行處理，氣象圖像信號通過四個地形顯示繼電器在慣性基準組件（IRU）顯示屏上顯示。

波音747-8使用羅克韋爾柯林斯 WXR-2100 MultiScan 危險檢測系統，它是第一個也是唯一一個能夠分析和確定實際天氣危險而不僅僅是大氣濕度含量的機載氣象雷達。它是一款全自動機載雷達系統，擁有超過四年的成熟運行經驗。WXR-2100 通過最大限度地減少意外的湍流，減少飛行員的工作量，提高安全性和乘客舒適度，最佳無雜亂天氣探測距離達到593公里。

第一代747飛機的駕駛艙配備了一些最早期的衛星通信系統，基本的自動著陸設備以及當時很先進的Delco Carousel IV慣性導航系統（INS）。該系統來自阿波羅任務飛往月球并返回時使用的導航系統技術，這使得747成為第一款獲得無需專業導航員在機上的飛機。

波音747-400有兩套GPS接收機，分別將其從GPS衛星獲得的飛機位置、速度和時間數據輸出到飛行管理計算機系統（FMCS）中, 飛行管理系統將機載自主導航系統（慣性基準系統IRS）、陸基無線電導航系統（VOR/DME）、GPS導航系統融合到一起，對飛機進行導航，在747-400飛機的導航顯示器（ND）上顯示位置信息。波音 747-8飛機還使用了 ADS-B導航技術。ADS-B 技術是飛機飛行中定期傳輸狀態向量和參數信息的技術。通過空中飛行飛機對于自身位置的實時報告，飛行員可以獲取臨近飛機的飛行參數，從而對之間的位置和行蹤進行了解，降低對地面雷達監視以及管制的依賴性。這一功能和雷達監視有一定類似，但是效果比雷達監視好。

747-400飛機安裝有霍尼韋爾Mark II或者羅克韋爾柯林斯的CMU900-151通訊管理單元（Communications Management Unit）。747-8飛機安裝羅克韋爾柯林斯的CMU900-151通訊管理單元。Mark II通信管理單元 (CMU) 通過托管允許通過各種通道路由消息的通信協議，實現機載和地面系統之間的數據和消息傳輸。Mark II支持保護模式的管制員飛行員數據鏈通信 (PM-CPDLC)、數據鏈路記錄指令，并且經過 FANS 1/A+ 數據路由和操作認證。Mark II主要通過外部甚高頻 (VHF) 收發器進行通信，可選的機載設備包括衛星數據鏈通信。飛機的飛行管理系統FMS 提供飛行員和 Mark II+ 之間的接口。CMU一般通過陸基飛機通信尋址和報告系統 (ACARS)和VHF 網絡進行通信。

CMU-900支持最新的ARINC 758數據鏈路通信管理標準，滿足歐洲數據鏈路指令所需的 C 級保護模式 CPDLC 應用程序。CMU-900提供AOC定制功能，允許飛機運營商配置CMU以滿足用戶的操作要求。該系統支持和管理多個空對地子網，包括VHF 數據鏈路（VDL 模式 0/A 和模式 2）、衛星數據鏈路（海事衛星和銥星系統）和 HF 數據鏈路，還支持跨所有 VHF 網絡的“未來航行系統”（FANS）互操作性，提供完全兼容的 ARINC AQP 和 SITA VAQ 測試，并獲得波音公司的 FANS-1 互操作性資格。

第一代747飛機的傳感器為：機首為2個導向臺、2個側滑傳感器和機首氣象雷達，機背上依次安裝有1號VHF天線、2個衛星天線、3號VHF天線，垂直尾翼安裝有2個甚高頻全向信標天線。機腹依次安裝有2個空中交通管制通訊天線、2個超高頻測距天線、1個低高度無線電高度表、1號自動定向ADF環形天線、1個指點信標天線、2號自動定向ADF環形天線、2號VHF天線和2個ADF辨向天線傳感器。

747飛機一開始只有純粹的導航系統（例如慣性導航系統，簡稱INS），或者具有有限控制功能的性能管理系統。747-400飛機則首次使用完全集成的飛行管理計算機（FMC）系統，是757/767飛機飛行管理計算機的衍生產品。該系統集成了橫向導航（LNAV）和垂直導航（VNAV）的導航指令，可以由自動駕駛/飛行指引系統（AFDS）或機組人員用于控制飛機飛行操作。該系統導航數據來自慣性參考系統（IRS）和導航無線電位置更新，信息通過多用途控制和顯示單元（MCDU）顯示。747-400飛機飛行管理計算機的一個新特性是“高度干預”，它能夠全程參與控制從起飛到最后進近時的全過程。它的另一個特點是將自動推力控制系統作為每個FMC內置的推力管理功能（TMF）。747-400的飛行管理計算機能夠計算并設置最佳爬升路線、控制發動機推力，能顧自動計算起飛速度和平衡翼調整設置，將各種速度輸出到主飛行顯示器（PFD）速度刻度上，生成適用于747-400操作的特定速度，使用空氣數據計算機（ADC）和失速預警計算機（SWC）來控制最大和最小速度。飛行管理計算機還能計算燃油重量以及離航道下降數據。747-400飛行管理計算機還通過接口控制客艙氣壓控制系統（CPCS）、重量和平衡系統（WBS）以及中央維護計算機系統（CMCS）。飛行員還能通過開關切斷FMC與自動駕駛儀的聯系。747-8飛機的飛行管理計算機進行了升級，包括對發動機推力進行自動化控制，實現安靜爬升的能力，還增加了“風向優化飛行”功能，能夠根據飛行計劃和實時氣象數據，計算出在飛行過程中是否需要調整飛行高度或航線，以獲得更有利的順風飛行條件。

第一代：駕駛艙距離地面29英尺，在主起落架的前方100英尺，前起落架的前方12英尺處。由于位置很特殊，因此747的飛行員需要大量的培訓，以確保機組人員能夠在機場周圍操縱這架大型飛機。盡管飛機體積龐大，但駕駛艙的大小實際上與707上相同。與現代的400系列駕駛艙相比，最初的747經典一代駕駛艙看起來有些狹窄而雜亂。直到20世紀80年代后期，所有747駕駛艙都為三人操作，由于飛行工程師座位的存在，導致駕駛艙區域進出更加不便。

747-200飛機的駕駛艙

第二代：747-400駕駛艙取消了飛行工程師而采用雙人駕駛布局，一些超長距離的飛行會有輪換替代飛行員。747-400駕駛艙采用電子飛行儀表系統（EFIS），其關鍵組成部分是一個數字式主飛行顯示器（PFD），取代了早期模擬儀表。747-400駕駛艙中幾乎所有的儀器都是數字化的?？偣灿?個200x200毫的陰極射線顯示器，在玻璃駕駛艙中為雙人機組提供有關飛行和系統操作的信息。除了備用的陀螺儀、空速指示器、高度表和航向是老式儀表外，其他一切都是顯示器。主飛行顯示器（PFD）在機長左側，顯示飛機的基本性能（空速、高度、姿態和垂直速度），以及航向。其中最顯著的測量是一個矩形高度顯示，顯示從慣性參考系統獲得的飛機姿態信息。在此框的左側是垂直帶式空速指示器（用于測量爬升或下降）?？諝鈹祿嬎銠C是PFD上所有空速信息的來源。機長右側的導航顯示屏使用飛機的剪影作為導航標志。該顯示器有四種模式，提供著陸、超高頻全向航向（VOR）航圖和飛行計劃的信息。機組人員可以疊加彩色天氣雷達圖像，以提供有關潛在危險條件的信息。但是飛機的基本飛行控制裝置：駕駛桿、腳踏板和油門沒有變化。

747-400飛機的駕駛艙

第三代：駕駛艙包括一個新的飛行管理計算機，液晶顯示屏技術取代了整個駕駛艙的陰極射線管屏幕。747-8的駕駛艙的設計理念就是在不改變747-400原有駕駛艙設計的基礎上，引入最新的波音737、777和787飛機的一些最佳功能和技術。因此，雖然747駕駛艙的外觀和感覺沒有大改，飛行員卻擁有最新的功能，包括電子檢查單、垂直航跡顯示（VSD，顯示飛機的垂直路徑）、安靜爬升功能（Quiet Climb，最大限度減少社區噪音）、全球定位系統（GPS）輔助的著陸系統（GLS）、導航性能標度（NPS，為飛行員提供預設航跡的橫向和垂直引導）、集成進場導航（IAN）、機場移動地圖（在地面上增加感知能力）、可選的第三類電子飛行包（EFB）。保持駕駛艙架構是為了保持與747-400機隊相同的型號認證，這種方法在飛行員團隊、培訓和安全方面是最好的選擇，因為飛行員會在747-400和747-8之間切換。

747-8飛機的駕駛艙

第一代：標準747的內部客艙布局始終被劃分為五個明顯不同的區域，從機頭到機尾分別用字母A到E表示。較短的747-SP型號只有四個區域（A到D）。一般747是用洗手間、廚房來分割不同區域劃分，但一些航空公司傾向是用更加靈活和相對容易移動的艙內隔斷。航空公司的座位配置計劃在很大程度上有所不同，但一般在提供足夠的緊急出口條件下，747-100和200型飛機最多可搭載550名乘客。而較大的747-300系列飛機可搭載多達660名乘客，所有座位都是10座并排?？拓浗M合型的型號，可以使用E區搭載六個貨物容器，然后可搭載330名乘客，或使用D區和E區搭載12個容器，然后可搭載225人。泛美航空和其他最初的采用747客機的航空公司采用了典型的兩級分布，主艙內有350個座位（采用9座橫排經濟艙布局），座位間距為81厘米，駕駛艙后面的上層甲板為頭等艙休息室。后來的運營商大多選擇了三級分布，包括18個頭等艙座位、70個公務艙座位和284個經濟艙座位。最初的上層甲板通過螺旋樓梯進入，這是747內部最常被拍攝的部分之一。在早期的747-100型飛機上，上層甲板配有每側三個窗戶和一個位于飛行甲板后方右側的緊急出口門。

747-100客艙內部和通往上層甲板的螺旋樓梯

第二代：客艙內部也進行了大規模的重新設計。新的真空污水系統采用了兩根貫穿主客艙和上層甲板的直徑為5厘米的大型污水管道。其中主甲板上設有33個洗手間接口，上層甲板上設有6個接口，總共可以有121種不同的盥洗室配置，為航空公司客戶提供了巨大的靈活性。類似地，飛機還具有眾多的“實用連接點”，提供了12個廚房區域的選擇，總共有157種廚房配置選擇。

747-8客機的座艙，可以看到后方新設計的樓梯

第三代：747-8的2號艙門入口進行了重新設計，包括使用了新的通往上層甲板的樓梯和結構。這種改變的動機是希望乘客一上飛機就能感受到這是一架新的747，而不是747-400。窗戶也改為了類似波音777的橢圓形窗戶，能給機艙帶來更開放的感覺。實際747-8的客艙新的行李架、天花板和全LED照明系統，都更接近波音787的內飾。上層甲板在結構上預留了安裝立體空間的位置，能夠根據航空公司的需要改裝成套房、休息室或商務中心。

747主要型號數據對比

-	747-100B	747-200B	747-300	747-400	747-8I
長度	70.66米	70.66米	70.66米	70.66米	76.25米
客艙寬度	6.1米	6.1米	6.1米	6.1米	6.1米
最大座位數量	550座	550座	539座	660座	605座
飛行員數量	3人	3人	3人	2人	2人
翼展	59.64米	59.64米	59.64米	64.44米	68.45米
主翼后掠角度	37.5度	37.5度	37.5度	37.5度	37.5度
翼面積	510.97平方米	510.97平方米	510.97平方米	520.26平方米	553.98平方米
展弦比	6.9	6.9	6.9	7.9	8.5
尾翼到地面高度	19.33米	19.33米	19.33米	19.41米	19.35米
空重	162.39噸	173.73噸	178.17噸	178.83噸	214.50噸
最大起飛重量	333.39噸	377.84噸	377.84噸	396.85噸	442.25噸
巡航速度	0.84馬赫	0.84馬赫	0.84馬赫	0.85馬赫	0.855馬赫
最大速度	0.89馬赫	0.89馬赫	0.89馬赫	0.92馬赫	0.92馬赫
最大起飛重量下跑道起飛距離	3190米	3190米	3320米	3018米	3090米
最大起飛重量下最大航程	9815公里	12696公里	12408公里	13445公里	14816公里
最大燃油裝載量	183384升	198393升	198393升	216847升	243118升
發動機型號和數量	普·惠JT9D-7A/-7F/-7J（4臺） 羅爾斯·羅伊斯RB211-524B2（4臺） 羅爾斯·羅伊斯RB211-524D4（4臺）	普·惠JT9D-7R4G2（4臺） 通用電氣CF6-50E2（4臺） 羅爾斯·羅伊斯RB211-524D4（4臺）	普·惠JT9D-7R4G2（4臺） 通用電氣CF6-80C2B1（4臺）	普·惠4256（4臺） 通用電氣CF6-80C2B5F（4臺） 羅爾斯·羅伊斯RB211-524G/H（4臺）	通用電氣公司GEnx-2B67（4臺）
發動機推力	普·惠：21.1噸 羅爾斯·羅伊斯：22.7噸	普·惠：24.8噸 通用電氣：23.8噸 羅爾斯·羅伊斯：24噸	普·惠：24.8噸 通用電氣：25.2噸	普·惠：28.6噸 通用電氣：28.2噸 羅爾斯·羅伊斯：27.5噸	30.2噸
本表數據來源為《Boeing 747 A History: Delivering the Dream》

運營波音747飛機的前10位航空公司包括：亞特拉斯航空，總共運營111架；日本航空公司，總共運營109架；英國航空公司，總共運營103架，現在全部退役；亞特蘭大冰島航空，總共運營100架，現在剩15架；新加坡航空公司，總共運營95架，現在剩7架；美國聯合航空公司總共運營90架，現在全部退役；韓國大韓航空總共運營87架，現在剩9架；德國漢莎航空運營 83 架飛機，目前剩27架；中國香港國泰航空運營 83 架飛機，目前剩20架；美國卡利塔航空運營76架飛機，目前仍有幾架在飛行。

目前仍在運營的747飛機包括122架747-8型飛機、191家747-400型飛機、1架波音747-300型飛機、12架747-200型飛機、3架747-SP型和2架747-100型，總共為331架，包括改裝的美軍軍用飛機和總統專機。

發動機制造方面的進步，讓波音777這種雙發寬體客機能取代747這種昂貴的四臺發動機大型客機。高燃料成本和微薄的利潤率使得空置的大型客機的費效比逐漸下降，航空公司已經開始在熱門航線上安排多個航班來滿足消費者需求，而不是為了滿足747客座率而削減班次。另外在噪音和排放上，747也存在固有的劣勢。

截至 2023 年1月，747總共發生173 起航空事故。其中有64起是機體完全毀壞的嚴重事故。各類事故總共造成3746人死亡。

洛斯羅迪斯機場災難：1977 年3月27日西班牙特內里費島洛斯羅迪斯機場上，一架荷蘭皇家航空公司的波音 747 飛機在沒有獲得空中交通管制許可的情況下起飛，撞上了在跑道上等待的另一架泛美航空公司的 747 飛機，導致583人死亡。這是迄今為止死亡人數最多的空難。

大韓航空007航班被擊落：1983年8月31日，從美國紐約肯尼迪機場起飛的大韓航空一架波音747-230B飛機在飛往韓國首爾金浦國際機場過程中，在堪察加半島上空進入蘇聯領空，被蘇方認為是美軍間諜飛機偵察蘇方敏感軍事目標，最后在薩哈林島上空被蘇軍蘇-15戰機發射的兩枚 K-8 空對空導彈擊落，所有 269 名乘客和機組人員全部遇難。

日本航空747事故：1985年8月12日，日本航空公司的1架波音747-100SR在7284米高空突然發生艙壁破損減壓的事故。飛機尾部 5 米長的部分以及 APU 從噴氣式飛機上撕裂，液壓管路也被切斷，導致飛機失控。飛機墜毀前從地面拍攝的照片顯示飛機垂尾已經消失。盡管如此，747 仍然在空中飛行了半個多小時，最后墜毀在山脊上，導致520人死亡。這是目前單機空難死亡最多的事故。事故原因是1978年該機在降落時遭遇機尾撞擊，損壞了飛機機身的后部以及后壓力艙壁。然而，修理過程卻出現失誤，導致后艙壁疲勞裂紋繼續發展最后發生事故。

洛克比空難：1988年12月21日，美國泛美航空公司的1架747-100飛機在英國蘇格蘭洛克比上空9500米高空爆炸。事故導致259名乘客和機組人員全部遇難。墜落的殘骸在地面上造成 11 人死亡。事故原因是來自利比亞的恐怖分子使用塑料炸藥藏在手提箱里的盒式磁帶播放器中，最后定時引爆導致飛機解體。利比亞領導人卡扎菲拒絕交出兩名嫌疑人，因此美國和聯合國安理會對利比亞實施了經濟制裁。1998 年，卡扎菲終于接受了引渡這些人的提議。2001 年，一名嫌疑人被判犯有爆炸罪，并被判處27 年監禁。另一名男子被宣告無罪。利比亞政府最終同意向襲擊受害者的家屬支付賠償金。

查基達德里空中相撞事故：1996年沙特航空的一架波音747-100客機，在印度哈里亞納邦查基達德里上空和哈薩克斯坦航空公司1家伊爾-76運輸機在空中相撞導致兩架飛機上的 349 人全部遇難，這是世界上死亡人數最多的空中相撞事故。事故原因是哈薩克斯坦航空1907航班的飛行員沒有遵守空中交通管制的指示。此外哈薩克斯坦飛行員有時會混淆他們的計算，因為他們使用公制讀數而不是英尺和海里。

747-100：早期生產的747最初沒有分配單獨的型號編號，只是跟著客戶代碼編號。因此所有的泛美航空飛機被稱為747-21；而漢莎航空和法國航空的飛機分別被指定為747-308和747-28。泛美航空的一些早期生產飛機在運營過程中被送回廠家進行一系列修改，以解決運營中的故障并將其提升到333噸的最大起飛重量。747-100系列被-200系列取代之前，共建造了167架。

747-200B：747-200B是波音于1968年6月宣布的升級型號，旨在承諾保證原始設計的性能。新飛機的認證目標是最大起飛重量為351.5噸，這使得基本設計的可轉換型（747C）和貨機型（747F）成為現實。機翼/機身中心部分和起落架都必須加強，但原始的747-100）和升級的747B之間沒有明顯的區別。在1969年的最后幾周，747B正式獲得了新的波音編號747-200B，而之前的所有機體被重新編號為747-100系列。747-200系列持續生產了近18年。

747-200F：這基本上是一架加強型的747-200B機體，專門進行貨運任務的特殊改裝。這些飛機在起落架和機翼/機身中心部分（以應對較重的著陸）以及更強大的主甲板地板上都有額外的加強；機身的左右兩側均沒有乘客窗戶。第一架747-200F的最大起飛重量為351.5噸。747-200F的生產一直持續到747-400時代。到1991年生產結束時，747-200F的最大起飛重量增加到377.8噸。

747-200C：這些飛機配備了747-200F的大機頭門以及幾乎完整的主甲板乘客窗戶。每架飛機都能夠運載滿載的貨物、滿載的乘客或貨物和乘客混載。747-200C和常規的747-200B客機之間唯一的可見區別是可轉換型前機身的每側缺少兩個窗戶，這是為了容納巨大的機架和上開啟式貨艙門的鎖定機構而被拆除的。只建造了13架747-200C。

747-SR：747-100的短程版本，專門為日本航空公司的島間國內航線開發。在外觀上與基本的-100系列沒有區別，但底層結構經過加固，可以承受20年壽命內52000次起飛/降落循環（是常規747預期數目的兩倍以上）。這些飛機飛行平均航段在805-1609公里之間，通常以犧牲乘客舒適度為代價，至少可搭載500人。

747-300：該機基于-200B系列機身，但是一個重大變化是加長上層甲板，上層客艙向后延長了7.1米，最多可以容納91個全經濟艙（六座并排）座位，而不是原始的32個座位限制。上層客艙之間的圓形樓梯被一條直梯所取代。新的前機身輪廓實際上提高了747的空氣動力效率，使其正常巡航速度從馬赫0.84提高到馬赫0.85。

747-400：相比上一代波音747，747-400的機翼進行了重新設計，將翼展從59.6 米增加到 64.4 米，添加了額外的 1.8米高的復合材料小翼，從翼尖向上傾斜并略微向外傾斜。三人模擬駕駛艙已被兩人全數字化駕駛艙所取代。六個 200 毫米 x 200 毫米陰極射線管 (CRT) 顯示器取代了以前的傳統儀表。747-400還使用了新一代的大推力高涵道比渦扇發動機。

747-400ER（ER-F）：747-400ER和747-400ER-F貨運型與現有的747-400飛機大小相同，但提供了更遠的航程或更大的貨運能力。航程由13445公里增加到14205公里，最大起飛重量從396.9噸增加到412.8噸。其內部改進包括：為支持增加的最大起飛重量而進行的系統和結構修改、改進的飛行甲板、安裝了新輔助燃油系統、客艙使用了新內飾。

747-LCF：波音公司于2003年10月13日宣布，由于海運所需時間長，空運將成為787零部件的主要運輸方式，為此專門改裝了3架二手 747-400 客機成為747-400“大型貨物運輸機”（ LCF-Large Cargo Freighter），以便將組件從日本和意大利運送到南卡羅來納州的查爾斯頓，然后再運送到華盛頓州的埃弗雷特進行總裝。波音747-LCF的特征是機身鼓起，形態類似于“超級彩虹魚”和空客 A300-600ST“白鯨” 超大型貨機。波音747-LCF的容量是 747-400F 貨機的三倍。

747-8：747-8機身比 747-400長5.6米，總長度達到76.26米。與 747-400 相比，主要的技術變化將出現在機翼上，機翼將進行全面的設計檢修。將保留后掠和基本結構以控制成本，但機翼將更厚更深，空氣動力學重新計算。壓力分布和彎矩將有所不同，客機的新機翼計劃容納 243120升噴氣燃料，貨機為230630 升。新機翼將有單槽外側襟翼和雙槽內側襟翼。傾斜翼尖與目前 777-200LR、777-300ER 和 767-400ER 機型以及 787-8 和 787-9 設計中的相似，將取代747-400上的小翼。新結構有助于減少機翼外側邊緣的翼尖渦流。一些碳纖維材料將用于 747-8 的機身以減輕重量。

E-4A/B：1973年2月，美國空軍電子系統司令部訂購了兩架747-200B機型，用于改裝為先進的空中國家指揮所（E-4A）飛機。這些飛機將被用作遠程機動的戰爭指揮中心，以在核戰爭期間指揮美國核力量。第三架飛機于1973年7月訂購，第四架飛機于1973年12月訂購。前兩架E-4A機體都由普·惠JT9D-7W發動機提供動力，但第三架由通用電氣F103-GE-100發動機提供動力。E-4系列的第四架飛機被命名為E-4B。與早期的E-4A明顯不同，后者安裝了一個空中加油接口，改變了機頭的外形，機頂安裝了一個整流罩，用于容納衛星和SHF通信設備。這架全新的E-4B于1975年4月29日首次飛行，并于1975年8月交付給美國空軍。

VC-25A：美國空軍購買波音747-200B商用飛機的型號，作為美國總統“空軍一號”專機，軍用型號變更為VC-25A，總共采購了2架，一架主飛機和一架備用飛機。這兩架飛機基本結構完成后，就被轉移到堪薩斯州威奇托進行特殊電子和通信設備以及內部改裝。改裝后的“空軍一號”在1990年交付使用，尾翼編號分別為28000和29000。每架成本升至6.5億美元。

航天飛機運輸機：在美國NASA的要求下，波音公司分別在1976年和1980年分別改裝了2架波音747-100系列的客機，將之作為美國航天飛機的運輸機。這兩架分級的原始型號分別為747-123和747-100SR。改裝的內容包括：機身尾部和前部安裝3個支柱來馱負航天飛機進行運輸、在水平尾翼兩端加裝垂直穩定裝置以增強方向穩定性、拆除1號門后所有座椅設備、安裝專用儀器用于飛行期間監測航天飛機情況。該機最大起飛重量達到323.41噸。

YAL-1機載激光武器：1996年美國國防部授予1項11億美元的合同，讓波音、諾斯羅普公司和洛克希德馬丁公司聯合開發機載激光器 (ABL)，代號為YAL-1。2002年5月，波音完成了對1架 747-400F 貨機的改裝，包括在機首安裝高精度的光束控制系統，在機身后部安裝兆瓦級的化學氧碘激光器 (COIL) 。2009 年 8 月，YAL 1飛機從愛德華茲空軍基地起飛后，使用高能激光成功摧毀處于飛行助推階段的彈道導彈。美國計算需要 10 到 20 架改裝的波音 747，每架 15 億美元，每年投資 1 億美元，最后該項目被取消。

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