Por que nunca houve um grande avião comercial de 4 motores com 2 motores nas asas e 2 motores na cauda?

Such a configuration would save weight on the wings, because the wings wouldn't need to be so strong to support 2 outboard engines far away from the fuselage.

Você parece estar com a impressão de que a fuselagem suporta as asas. A realidade é o contrário (em vôo, pelo menos). As asas são o lugar mais eficiente para pendurar peso, já que são elas que fornecem a maior parte do levantamento. É por isso que os principais tanques de combustível estão normalmente localizados nas asas, por exemplo. A força necessária para suportar um motor de popa enquanto o avião está no solo deve ser relativamente pequena em comparação com a força necessária para as asas suportarem o peso de toda a fuselagem (incluindo os propostos motores montados na cauda). os motores, na verdade, precisam de um mastro de asa mais pesado , não um mais leve.

Também é importante notar que aeronaves com 4 motores hoje em dia são geralmente aeronaves muito grandes com motores muito grandes, como o 747-8 e o A380. Motores deste tamanho seriam muito difíceis de montar a partir da cauda, especialmente com os modernos turbofans de desvio alto e seus enormes diâmetros. Pense em um GEnx com ventilador de diâmetro de 2,8 m / 111 pol. , por exemplo. Isso exigiria o fortalecimento da fuselagem, bem como das longarinas de asa e também causaria estragos no centro de gravidade. Ter dois motores montados na cauda provavelmente também exigiria a conversão do avião em uma cauda em T, o que causa ainda mais problemas de engenharia para uma aeronave tão grande. Os momentos de flexão nas montagens do motor também seriam enormes.

Você pode imaginar isso pendurado do lado da fuselagem? Observe o tamanho do motor em comparação com o tamanho da van estacionada ao lado dele.

GEnx pendurado em uma asa de 787 Fonte: Wikipedia

Normalmente são apenas aeronaves muito menores que possuem motores montados na cauda. Isso é feito em grande parte para permitir que eles mantenham as asas baixas no chão. Para aeronaves maiores, geralmente já existe folga suficiente sob a asa para montar os motores de qualquer maneira ou, pelo menos, o aumento na folga das asas necessário para montar os motores não é tão grande quanto seria necessário em uma aeronave menor. É claro que, para os aviões de asa alta, a folga também não é um problema e a maioria deles realmente monta os motores, mesmo em pequenos jatos regionais. Por exemplo, o Avro RJ-100:

SWISS Avro RJ-100 com motores montados nas asas Fonte: Wikipedia

A questão Por que as grandes aeronaves têm seus motores principalmente nas asas, enquanto as menores tendem a tê-las na cauda ou a dica? fornece mais detalhes sobre isso. Como de costume, a resposta de Peter é informativa e há outras boas respostas também.

Fonte

A instabilidade e a temperatura do escapamento dos jatos sob as asas reduzirão muito o desempenho ou até mesmo paralisarão os motores a jato montados nas paredes da fuselagem traseira.

Can't we borrow the trijet design for the intake? A large intake at the vertical stabilizer splits in half and feeds both rear engines.

Se os motores ainda estiverem montados na parede, o encaminhamento do ar não será tão fácil quanto o duto de um L-1011, a torção extra do duto levará da energia disponível do ar, mais um ruído adicional e fator de estresse.

Ao torcer, quero dizer tomar no ar, em seguida, direcioná-lo para baixo, para frente, para fora e para trás novamente para os jatos montados na parede.

Fonte

reirab forneceu uma boa resposta, e eu gostaria apenas de resumir em termos simples.

A essência é: essa configuração tem todas as desvantagens e muito poucos benefícios em comparação ao design tradicional (ou design all-tail). Ele também adiciona seus próprios problemas, como interferência de escape, mencionados por ymb1 .

Se você tem dois motores internos sob a asa, você já deve fornecer uma distância ao solo suficiente para eles (com as desvantagens associadas ao trem de pouso mais pesado, manutenção, etc.) Qual é o objetivo de ter os outros dois motores na parte de trás? Isso complicará substancialmente o sistema de combustível, o gerenciamento de carga / CG e, como explicado antes, irá adicionar peso

Esta penalidade de peso vem não apenas da distribuição de carga desfavorável, mas também porque os mecanismos montados nas asas funcionam como pesos anti-flutter (é por isso que eles estão se projetando para a frente, em vez de estar apenas sob a asa). O Ilyushin Il-62 que você mencionou tem pesos pesados de aço ao longo de toda a sua ponta.

Quando você tem todos os motores na parte de trás, pelo menos você pode se beneficiar da asa 'aerodinamicamente limpa' e baixa altura ao solo. Para trijets, você gostaria de montar o segundo motor simetricamente, de modo que o rabo é a única opção razoável - caso contrário, os designers ficariam felizes em pendurá-lo na asa. (Dito isto, lembro-me de ter lido que os projetistas da DC-10 (ou L-1011?) Consideravam montar o motor traseiro em um lado da fuselagem).