Por que o 747 tem 4 motores em vez de 2?

Simplesmente, mais motores = mais potência, e energia é necessária para várias coisas, a primeira das quais é, decolando. No peso máximo de decolagem, uma aeronave multimotor tem que ser capaz de perder um motor (depois de atingir a velocidade de ir / não-ir) e continuar a decolagem com segurança, o que significa que se você mal pudesse voar em 3 motores, vai ter que ter 4 para atender aos requisitos de certificação (segurança). Para os pesos incríveis que o 747 pode carregar, ele precisa de alguns motores muito potentes, e todos os 4 deles, para decolar totalmente carregado e atender a esse requisito. (Curiosamente, se a aeronave estiver vazia e puder continuar a decolagem com segurança em 2, normalmente é permitido decolar com um motor já inoperante - para transportar para uma base de manutenção, por exemplo. Mas isso não requer passageiros / frete e portanto, um avião muito leve.)

Na altitude de cruzeiro, mais impulso significa que é possível uma maior altitude de cruzeiro, o que contribui para uma melhor eficiência de combustível. Então, enquanto um avião de 4 motores pode certamente voar em 3 motores, e em muitos casos (dependendo do peso e da temperatura do ar externo) em 2, ele não pode voar tão alto quanto poderia com todos os 4. A maior altitude de cruzeiro não só faz com que o vôo seja mais eficiente, além de mantê-lo acima de muito tempo, e em casos extremos, um teto de dois motores pode não limpar todo o terreno em sua rota. (Novamente, isso depende do peso e da temperatura).

Motores modernos têm uma incrível confiabilidade, e agora é considerado rotineiro despachar os motores bimotores 777 e 767 e A330 em longas rotas sobre a água, mas há 50 anos, a confiabilidade não era tão grande, então foi considerado essencial ter a redundância para que, se um dos motores falhasse no meio do oceano, ainda houvesse uma margem confortável e você não estivesse agora "a um motor de distância" de nadar.

    

Além do que Ralph mencionou, até meados da década de 1980, as regulamentações exigiam que as aeronaves que operassem longas rotas sobre a água ou outras rotas com falta de lugares para desviar em caso de emergência tivessem pelo menos três motores. Especificamente, isso se aplica a qualquer rota que esteja a mais de 60 minutos de um campo diversionista em áreas sujeitas aos regulamentos da FAA e 90 minutos em outros locais. Os aviões usados nessas rotas durante essa época consistiam em aeronaves de quatro motores, como o De Havilland Comet , Boa 707 , Douglas DC-8 , e Boeing 747 , bem como aeronaves de 3 motores, como o McDonnell Douglas DC-10 e Lockheed L-1011 TriStar . Estas regulamentações foram devidas a motores historicamente não terem sido tão confiáveis quanto são hoje. Isso foi especialmente verdadeiro para os motores a pistão usados antes da era do jato, mas também para os primeiros motores a jato.

Assim, para responder especificamente à sua pergunta, para atender às rotas transatlânticas e trans-pacíficas de longa distância para as quais o Boeing 747 era destinado, era necessário ter pelo menos três motores.

No entanto, na década de 1980, os motores a jato se tornaram suficientemente confiáveis e poderosos para uma nova classe de regulamentos chamada ETOPS ( Anteriormente, os "Padrões de Desempenho Operacional de Bimotor de Faixa Estendida", agora "OPTENTÁRIOS ExTENDIDOS") foram desenvolvidos para permitir que aeronaves bimotoras voassem em rotas no exterior, desde que atendessem a determinados padrões. A primeira aeronave certificada para tais operações foi o Boeing 767 , que foi autorizado a realizar operações transatlânticas para a TWA. Sua certificação ETOPS inicial permitiu que o 767 voasse até 90 minutos de distância de um campo diversionário e isso foi posteriormente aumentado para 120 minutos após a TWA ter demonstrado sucesso com a certificação de 90 minutos. No entanto, os regulamentos ETOPS originais ainda limitavam a aeronave a um máximo de 120 minutos de ETOPS na entrada em serviço e os ETOPS de 180 minutos só eram permitidos após pelo menos um ano de operação bem-sucedida com ETOPS de 120 minutos. Como tal, as aeronaves projetadas durante esse período para operações de longa distância, especialmente transpacíficas, como o MD-11 e Airbus A340 , ainda funcionavam com projetos de 3 ou 4 motores. Infelizmente para a Airbus e a McDonnell-Douglas, essas aeronaves foram lançadas na época em que a FAA começou a permitir ETOPS de 180 minutos no lançamento.

O recém-desenvolvido Boeing 777 foi o primeiro avião a se qualificar para ETOPS de 180 minutos na entrada em serviço. Em grande parte como resultado da eficiência obtida por ter apenas dois motores, o 777 derrotou o A340 em vendas, levando o programa A340 a uma morte prematura. Pouco tempo depois, a Boeing adquiriu a McDonnell Douglas e cessou a produção do MD-11. Com o 777 agora autorizado a voar, não apenas as rotas transatlânticas, mas também transpacíficas, a necessidade de jatos tri-motores ou quádruplos para voar nessas rotas desapareceram. O 777 foi então seguido pelo A330, 787 e A350 em poder servir essas rotas. Cada um desses programas tem sido muito bem-sucedido, no entanto, seu sucesso resultou em grande parte na morte iminente dos modelos de motores triplos e quádruplos do passado. O A340 parou completamente a produção. O 747 e o A380 tiveram novas encomendas nos últimos anos, levando à possibilidade de ambos os programas serem cancelados. De acordo com a Wikipedia, a partir do final de maio, o A380 não teve novas encomendas líquidas até agora em 2015 e o 747 teve apenas 3 (e nenhum em 2014).