Motores de cauda adicionam mais peso. A colocação dos motores em vagens sob a asa alivia o momento fletor em voo, permitindo uma construção mais leve da raiz da asa. Colocá-los na cauda requer construção de estrutura carnuda local.
Observe que o momento de flexão para cima em voo é o fator de design limite:
- Durante o vôo, todo o peso do avião é multiplicado pelo fator de carga final do 3.5, e esse é o momento de flexão aliviado pelo peso dos motores montados na asa.
- No solo, o material rodante suporta o peso do avião no fator de carga 1, com um braço de momento menor. Muito menor que a carga de flexão final.
- No pouso, as molas / amortecedores são dimensionados de modo que o momento fletor na taxa máxima de afundamento esteja abaixo do momento fletor final do projeto.
Torenbeek 1 menciona o seguinte sobre este assunto:
Empty weight.
The following factors have to be considered:
- A wing structure weight saving is possible with wing-mounted engines due to the mass relief effect on the bending moment on the inner wing.
- Engines placed too far outboard increase the landing impact loads and necessitate a large vertical tailplane.
- Engines at the rear of the fuselage require local "beef-up" and lead to loss of useful space in the tail, resulting in added structure weight and a larger fuselage for the same payload.
- Differences in weïght of the tail surfaces depend on various factors which do not permit a general conclusion.
Summing up, we may say without too much emphasis that the empty weight of a CaraveIle-type layout will typically be 2 to 4% more than that of a comparable design with the engines on the wing.
Como mencionado em esta resposta, no momento do design do B737, a Boeing tinha dois designs concorrentes de equipes diferentes, e o suporte da asa ganhou. Para uma verificação de Order Of Magnitude, podemos comparar os pesos da asa e da fuselagem como uma porcentagem de OEW para o DC9 e o B737-100. O peso dos grupos asa e fuselagem de acordo com a tabela esta resposta, o OEW da Wikipedia:
Portanto, se olharmos apenas para o peso, a configuração de asa baixa ganha. A configuração da cauda compensa com vantagens aerodinâmicas, principalmente da asa limpa.
Observe que essas considerações tinham valor no momento da construção do DC9, com os motores mais estreitos da época. Um moderno avião 200 pax com turbofans de bypass alto não tem mais boas razões para optar pela montagem da cauda.
1E. Torenbeek, Síntese do Projeto de Avião Subsônico