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波音747

波音747

波音公司747（Boeing 747）是美国波音公司在1967年开始生产的世界第一种双通道远程宽体客机，第一架 747-100 于 1969 年完成首飞。该机最大的外形特征是机背的驼峰造型。制造巨型747 的动机来自机票价格的下降、航空客运量的激增和日益拥挤的天空。另外在大型军用运输机 C-5A的竞争中落败后，波音公司着手开发一种大型先进商用飞机，以利用为 C-5A 开发的高涵道比发动机技术。但是除了发动机之外，设计师有意避免使用为 C-5 开发的任何硬件，而是开发一种全新的飞机。747 的最终设计提供三种配置：全客运、全货运和可转换的客运/货机机型。

1966年1月，波音向泛美公司展示了7个最终设计方案，其中4个是新的“单层宽体”方案，给泛美公司留下了深刻印象。1966年3月，波音公司CEO艾伦亲自向泛美公司CEO特里普展示“单层宽体”方案，机舱每排有九个座位，最终获得泛美公司同意。波音-747的详细工程设计图纸超过7.5万张，拥有300万个紧固件和450万个可动部件，275公里长的电缆和8公里长的管道。

747客机的机身基本上是一种传统结构，除了凸起的驾驶舱导致机体前部呈现椭圆形截面之外，在“驼峰”后方的机身保持着圆形截面形状。机翼在四分之一弦长处后掠37.5度，在截面上呈高度锥形，整个机翼向上倾斜7度进入气流，以产生2度的入射角。

1985年英国航空、国泰航空等7家航空公司敦促波音公司公司进行更有革命性的技术升级。实际波音公司第二代的“747-400”型客机的设计研发，是由航空公司推动的。其最终采用的新技术包括玻璃驾驶舱、双人驾驶员、数字化航空电子系统和其他改进，这都是航空公司出于节省费用和提高竞争力的考虑而提出的。

1996年波音在范堡罗航展推出747-500X和-600X，使用了波音777的机翼。目的是降低运营成，解决机场的拥堵问题，但因研发成本居高不下被搁置。在2005年空中客车A380在亚太地区巡回展示时，波音将推出“747-8”与之竞争。2010年2月8日，波音747-8货机实现首飞。

2022年12月7日，波音建造完成最后1架波音747型飞机，并于2023年1月31日完成交付，总共建造了1574架。目前仍在运营的747飞机包括122架747-8型飞机、191家747-400型飞机、1架波音公司747-300型飞机、12架747-200型飞机、3架波音747SP型和2架747-100型，总共为331架，包括改装的美军军用飞机和总统专机。发动机制造技术的进步，让波音777这种双发宽体客机能取代747这种昂贵的四台发动机大型客机。高燃料成本和微薄的利润率使得空置的大型客机的费效比逐渐下降。另外在噪音和排放上，747也存在固有的劣势。

研制历程

研发背景

747计划的根源可以追溯到波音系列飞机在军事和民用领域的融合。在商业领域，波音公司最初的重点是将707机型延伸为一架真正的巨型客机，从而搭载更多的乘客；而军事计划则是波音试图赢得美国空军大型运输机的竞标，尽管结果是洛克希德·马丁公司获胜。这两项研究对747的最终大小和形状产生了重要影响，但并不能说波音747是源于波音707的放大或者是空军运输机的民用型号。

在20世纪50年代喷气式客机刚刚出现的时候，曾经历乘客数量下滑的问题。一开始航空公司的举措是涨价，但并没有阻挡业绩的下滑。直到20世纪60年代，运营定期航班的航空公司才摸索出喷气式飞机的运营模式，即用相对低廉的价格，提供从热门机场出发的便利性以及灵活的出行时间，而且没有繁琐的预订条件。而一旦廉价的航空旅行能成立，那么航空公司必然需要飞得更远而且能搭载更多乘客的飞机。

例如道格拉斯飞机公司就设法通过增加机身长度来“拉伸”道格拉斯DC-8，从而增加每架飞机的乘客数量。虽然每架飞机的航程略有减少，但每次飞行的总成本大致相同。由于搭载了更多乘客，每位乘客的成本更低（航空公司以“座位英里”来衡量成本）。但是，波音707的设计不像道格拉斯公司的产品那样容易拉伸。主要原因是起落架要短得多。如果机身被拉伸，飞机起飞时会刮到后机身。因此虽然波音公司研究了各种对707进行拉伸的方案，包括一种可以搭载230名乘客飞行8000公里的方案，但最终由于需要重新设计起落架以及周围的机身和机翼结构，成本过高导致无法继续进行。

当时泛美世界航空的CEO胡安·特里普直接对波音公司CEO威廉·M·艾伦表示，707无法满足未来航运的需求，他需要是是一种双层巨型亚音速客机，以满足当前3500万乘客和未来20年超过8000万人航空市场的需要。但当时研制这种超大型客机还缺少足够强大的发动机。

但是军方的需求却导致了更强大发动机的诞生。1962年美国陆军提出CX-4大型运输机项目，其机身超过3.6米，可搭载主战坦克，飞机两端设有全尺寸货物舱门，起飞重量超过272吨。1963年11月，CX-4项目被更改为CX-X，提出要应用新材料和新结构技术实现轻量化，使用层流翼技术等，其最基本的要求是能够提供长36.5米、宽5.4米和高4.8米的货舱。最后该项目更改为CX-HLS（货物实验-重型后勤系统）波音公司、道格拉斯和洛克希德·马丁公司都提交了飞机方案，而普惠和通用电气则都参与了发动机合同的竞标。尽管波音和普惠公司都失败了，但是波音公司通过竞标对研究超大型喷气飞机积累了经验，而普惠公司更借助军方的投资而研发了大涵道比涡扇发动机。

由于泛美公司在美国首都华盛顿哥伦比亚特区有庞大的情报网，因此胡安·特里普抢在正式结果出来前就通知波音公司竞标失败，虽然波音公司技术评分高，但是洛克希德的成本太具吸引力。特里普和艾伦达成了一项绅士协议，特里普说：“如果你能建造出来新飞机，我就买下来。”而艾伦回答说：“如果你能买下来，我就能造出来。”这是泛美公司和波音公司的一场豪赌，因为泛美公司初始订单为25架飞机，总计4.5亿美元，相当于该公司10年的利润，而波音需要投入超过10亿美元来开发新飞机和建造新的生产设施，超过了当时公司的净值的两倍以上，需要销售450架飞机才能收回初始投资。

研制历程

1965年9月，空军正式宣布洛克希德赢得了CX-HLS项目竞争，并将建造C-5A“银河”战略运输机。随后波音的首席工程师乔·萨特（Joe Sutter）接到了一个新任务。使用为CX-HLS项目保留的100名工程师，开始设计一架满足胡安·特里普和泛美世界航空需求的、至少350个座位的飞机。这款新飞机暂时被称为波音747。

萨特的团队总共设计了200多个初步方案，然后将其缩小为最有竞争力的50个方案。有些方案有些将机翼设置在机身上部，类似于C-5A运输机，有些其他方案将机翼移至机身中部位置；还有一些方案采用更传统的机身下部位置。但是几乎所有方案都是“双层”甲板飞机。这些飞机载客量为311-433名乘客，翼展为45.7米到48.7米，总体尺寸比后来的747要小20-25%。

尽管泛美公司对双层设计很感兴趣，但萨特却认为双层甲板设计让乘客上下不方便，而且紧急疏散困难，飞机外形也很笨重。萨特的建议是，在未来20世纪70年代超音速运输机将大发展的时候，波音公司747的设计应该坚固客运和货运，届时客运市场被超音速客机占领的情况下，依靠货运市场盈利。

1966年1月，波音向泛美公司展示了7个最终设计方案，其中4个是新的“单层宽体”方案，座位安排为每排八、九或十个座位。另外3种是双层设计，机翼中单翼或上单翼，双层设计为六座-六座、七座-七座和八座-七座三种配置。相比双层方案，新的“单层宽体”方案给泛美公司留下了深刻印象。1966年3月，波音公司CEO艾伦亲自向特里普展示了单层和双层两种木质模型设计方案。“单层宽体”方案机舱每排有九个座位，为了便于乘客在紧急情况下到达出口门，设置了两个过道。在运货是可以并排容纳两个2.44×2.44米的集装箱。主甲板具有接式前鼻段，以便直通式货物装载。为此萨特将驾驶舱直接上移到一小块上层甲板上，形成了747飞机独特的“驼峰”形状。泛美公司最终同意了“单层宽体”方案。

1966年3月波音董事会正式批准了波音公司747计划。同年4月12日，特里普向泛美公司董事会解释成，每架747飞机将替代2.5架707飞机，并且座位英里成本将降低30%。747飞机将每趟横越大西洋的时间缩短25分钟。最终泛美公司批准购买25架747-100飞机，每架成本为18767000美元，合同总金额5.5亿美元，这是当时航空史上最大的商业购买项目。13日波音公司宣布泛美公司的购买合同，并公布了747的模型，透露交付将在1969年开始。

随后波音公司萨特领导的团队开始进入747飞机的详细设计阶段。在1967年，萨特领导的团队规模高达4500人，其中2700人是纯技术人员，其余的则包括了管理人员、普通文员和技术支持人员。尽管波音当时面临资金匮乏的困难，但是仍然将747项目作为扭转困境关键而没有裁撤技术人员。

当时波音公司-747在详细设计阶段面临的两个危机：机翼结构强度不足和超重。当时发现机翼问题已经是设计阶段后期，图纸都已经完成发放，部件已经开始生产。最后的解决办法是仅仅扭转外侧机翼，最终达到了扭转整个机翼，重新满足结构载荷的目的，同时难度和成本大大降低。这个应急的解决方案被媒体称为“萨特扭转”。而747的初始设计起飞重量为249.5吨，但是到波音正式启动747项目时，起飞重量已经上升到了297.1吨。而到了1966年更上升到了308.4吨，而且还有上升的趋势。最后波音公司和泛美世界航空公司达成了妥协，最后将飞机的起飞重量定在了322吨。

此外泛美航空希望747的巡航速度达到0.9马赫，远高于707。这意味着机翼需要具备40度后掠角，而萨特及其团队倾向于使用707上采用的35度后掠角，巡航速度仅达到0.85马赫。最终达成了妥协，机翼在四分之一弦长处后掠37.5度，巡航速度设定为0.88马赫，但这一目标最终也未实现。747在开发中风洞实验时间超过14,000小时，其中大部分在波音公司自己的2.4x3.6米跨声速风洞中进行。

波音-747的详细工程设计图纸超过7.5万张，拥有300万个紧固件和450万个可动部件，275公里长的电缆和8公里长的管道。1968年9月30日，编号N7040的第一架 747原型机在全球媒体和订购该客机的 26 家航空公司的代表面前从波音在埃弗雷特的装配大楼中推出。1969年2月9日，波音747实现首飞。在首飞中试飞员发现飞机的襟翼出现了小问题，但整体操控性很好。而在后续的飞行测试中，又发现波音-747的机翼存在颤振问题。对此波音的解决办法是降低某些机翼部件的刚度，同时在机翼的舷外发动机短舱中插入贫配重作为压舱物，解决高速颤振问题。

包括原型机在内，总共有5架飞机参与飞行测试计划，而除了首架原型机之外，其余4架测试机在完成测试后都会出售给航空公司。1969年6月，波音制造的第4架747飞机耗时9小时18分钟从西雅图直飞巴黎参加航展，展示了747的巨大潜力。747的飞行测试工作总体顺利但是也发生了一些事故，最严重的事故发生在1969年12月，第三架测试机降落时起落架撞击地面，右翼倾斜导致3号和4号引擎和地面摩擦受损。1969年12月31日，美国美国联邦航空局颁发747的型号证书，测试计划累计飞行时间为1,449小时，进行了1,013次飞行。波音747的测试和颁发型号证书的速度，在当时超过了任何其他的飞机。

在推出第一代的“经典747”客机后，波音公司公司于1984年在英国范堡罗航展上推出了改进型的波音747-300A型飞机，主要改进是加长了上层甲板，同时拥有更大的翼展、更大的燃油容量和更强大的发动机，并保留了三人驾驶舱。本质上这是一种“最小变更”的技术升级，但是1985年英国航空、国泰航空等7家航空公司联合组成747咨询组，敦促波音公司进行更有革命性的技术升级。实际波音公司第二代的“747-400”型客机的设计研发，是由航空公司推动的。其最终采用的新技术包括玻璃驾驶舱、双人驾驶员、数字化航空电子系统和其他改进，这都是航空公司出于节省费用和提高竞争力的考虑而提出的。

1988年，波音的产品开发小组公布了其可能的重新设计机翼和拉伸机身的747设计，即“47-X”，使用了更高效的发动机、复合材料和改进的系统。1992年波音邀请商业航空公司组成一个小组，联合研究称为N650或747-X的新大型客机（NLA）设计。该小组研究了100多种方案，最大的一种翼展达到290英尺，一排12个座椅，起飞重量170万磅，总共可搭载750名乘客。但是到1993年后，大多数航空公司认为这种大型飞机没有市场，最可取的办法还是有限改进747客机。1996年波音在范堡罗航展推出747-500X和-600X，使用了波音777的机翼。虽然这种飞机的运营成本下降了，能解决机场的拥堵问题，但研发成本居高不下，航空公司认为宽体双引擎客机更划算，最终导致747-X项目被搁置。2004年，波音公司又推出了747 Advanced型号，应用了787客机的技术。在2005年空中客车A380在亚太地区巡回展示时，波音将747 Advanced命名为“747-8”与之竞争。2010年2月8日，波音747-8 货机实现首飞。2011年12月14日，波音747-8I获得美国美国联邦航空局的型号证书。

生产历程

1966年泛美公司宣布订购747后，波音的首要任务就是设新的总装厂。波音在堪萨斯州威奇托和华盛顿州雷顿的工厂接近满负荷生产其他民航客机，而且空间无法容纳生产747这样的巨型客机。1966年6月，波音在西雅图以北30英里的佩恩菲尔德机场附近购买了315公顷的土地，开始建造当时世界上最大体积的建筑，后来被称为埃弗里特工厂。总共建新厂的花费超过2.5亿美元。另外波音公司还在西雅图以南20英里的奥本建立了一个新厂来专门建造747的机翼。

埃弗雷特工厂由三个相互连接的车间组成，每个车间宽91米，高35米，长305米。其中一个车间被配置为分装施工和准备区域，而另外两个车间则为最终总装线，每个车间都有足够的空间进行机翼与机身中央段的连接以及飞机机身的整体组装。另外厂房还设置有接收区，专门接收由外部承包商和合作伙伴建造的机身部件。这些部件通过专门建造的铁路支线与全国铁路网络连接直接运到波音公司的厂房。大型分装总装可以通过多达十几个吊车在工厂内的移动，并由每台能承载30吨的龙门吊移动起重机进行定位。第一个机翼分装总装人员于1967年1月入驻。第一个主总装车间于1967年5月底投入使用，第一架完整机身的最终制造于1967年9月开始。

波音公司还和主要分包商建立了风险和利润共享的安排，尤其是洛杉矶的诺斯罗普公司，该公司将负责制造飞行甲板后部到尾舱压力舱机身等40个主要子装配件，最大的尺寸为9.1x6米。所有这些部件都将以专门的铁路货车运送到埃弗里特，波音在那里进行装配。其他主要分包商包括洛克韦尔国际、LTV和费尔柴尔德。

波音总共生产了1574架波音747飞机，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。

采购历程

1970年1月，泛美世界航空公司接收了第一架747-100飞机，当时美国第一夫人帕特·尼克松出席接机仪式并将其姓名为“快船胜利者”（Clipper Victor）。1972年德国汉莎航空公司成为波音747-200的第一个使用者。1978年12月，全日空航空公司（ANA）接受第一架747-100BSR型客机。1976年3月，泛美公司接收第一架波音747SP型客机。1983年3月，波音公司向瑞士航空公司交付了第一架 747-300客机。1989年2月，美国西北航空公司首先开始运营波音747-400客机。2011年10月，卢森堡国际货运航空成为首家使用波音747-8 货机的运营商。2012年6月，德国汉莎航空公司成为首家使用 747-8I客机的运营商。

基本设计

机型结构

机身

第一代：747客机的机身基本上是一种传统结构，除了凸起的驾驶舱导致机体前部呈现椭圆形截面之外，在“驼峰”后方的机身保持着圆形截面形状，直径为650厘米，直至朝向机尾逐渐变窄。飞机主甲板的每侧都有五个大型（107厘米 x 193厘米）的入口门；波音747SP的机身较短，每侧只有四个门；而专用货机（747F）只有两个门，均位于机身左侧。每架747都在右侧有三个地下货舱门（一个尺寸264厘米 x 168厘米，另一个为112厘米 x 119厘米）；所有混合型和货物转换型747都有一个尺寸312厘米 x 340厘米的向上开启货舱门，位于后部机身的左侧。尽管由于驾驶舱外部和机翼与机身的连接处的整流罩，实际使用了聚氯乙稀（PVC）材料，这是当时飞机外皮中最大规模的塑料使用。由于预计未来可能进行机身加长，因此波音公司在机身中设计了两个制造断点；一个位于驾驶舱后部和前侧门之后，另一个位于机体中心段的前方。机身另一个技术特点是需要容纳四个大型的主起落架在中央段，解决方案是使用非常坚固的中央龙骨连接前后机身部分，同时仍然留有足够的空间容纳起落架。

第二代：由于使用了新的材料，第二代的波音747-400机身实际上比上一代要轻。

第三代：与747-400相比，747-8后机身加长段长1.52m，前机身加长4.06m，总长度达到76.26米。机身采用常规的半硬壳式破损安全结构。由铝合金蒙皮、纵向加强件和圆形隔框组成。采用铆接、螺接和胶接工艺。主舱地板由碳纤维复合材料制成以减轻重量。

机翼

第一代：机翼在四分之一弦长处后掠37.5度，在截面上呈高度锥形，具有相对尖锐的前缘。根部的翼厚弦比为13.4％，发动机支架处翼厚弦比为7.8％，在这个支架的外侧稍微增加到8.0％。整个机翼向上倾斜7度，倾斜进入气流，以产生2度的入射角。内侧发动机位于机翼跨度的40％处，外侧发动机位于跨度的71％处。机翼有60,000小时的使用寿命，采用三桁设计的机翼箱梁。前桁和后桁构成了主油箱的壁，第三桁穿过中心段一直到外部发动机支柱的外侧。机翼箱的外皮板是通过机械铣削加工的，下部机翼外皮和肋骨采用2024铝制造，而上部机翼外皮、肋骨、桁条则采用7075铝制造。前后缘襟翼均为复合纤维/轻合金结构，蜂窝结构和玻璃纤维占据了机翼外蒙皮的一半以上，因为这种材料可以承受空气动力学负荷，同时重量轻耐腐蚀。机翼上有总共有13个前缘襟翼装置，其中10个是可调节凹度的外侧前缘襟翼。当不使用时，它们平放在机翼下方，但在低速飞行时展开时会向前旋转，并呈现出一个空气动力学的剖面。之所以选择这个解决方案，是因为747的机翼具有相对尖锐的前缘，没有足够的空间容纳常规的外侧翼面前缘襟翼。另外3个常规的克鲁格前缘襟翼位于内部发动机的内侧。每个机翼上有六个蜂窝形扰流板。两个最大的扰流板位于内部发动机的内侧，主要用于在着陆时有重量压在起落架上时减小升力。另外的四个扰流板位于发动机之间，通常在飞行时用作空气刹车，外侧两个面板也用于在襟翼展开时辅助副翼进行滚转控制。后缘使用了更复杂的三缝式襟翼，极大地提高了747的低速着陆速度。一旦襟翼开始移动，可调节凹度的外侧前缘襟翼将自动展开。当襟翼通过5°时，三个内部克鲁格前缘襟翼开始展开。当前缘后缘襟翼全部展开时，机翼面积增加了21%，升力增加了90%。内外襟翼被分开，以便内侧发动机的排气可以从它们之间排出。每个襟翼由铝合金蜂窝外皮覆盖的轻合金肋骨制成，并安装在由玻璃纤维护罩覆盖的钢制导轨上。襟翼马达由冗余液压系统提供动力，并通过球螺杆千斤顶驱动襟翼在导轨上移动。襟翼一旦开始展开，位于襟翼之间的高速副翼将被禁用，滚转控制转由位于机翼外侧后缘的低速副翼进行。747的尾翼部分也很庞大，水平尾翼翼展超过波音727的整个机翼，而垂直尾翼超过9.7米，底部长度为11.7米，顶端为3.96米，面积为77.1平方米，与早期737的整个机翼面积差不多。垂直尾翼方向舵由轻质合金桁条和肋骨构成，覆盖着玻璃纤维蜂窝结构外皮。较大的上部部分通过附在铰链前方的桅杆上附着在外侧，以质量平衡，较小下部没有进行质量平衡。方向舵最大偏转角度为24度，每侧可调平至16度。水平尾翼围绕着贯穿整个机身的扭转箱进行设计，后端通过螺杆杆调节器与机身连接。这个螺杆杆调节器可以调节水平安定面的迎角为+3/-12度。升降舵由轻质合金桁条和肋骨构成，覆盖着玻璃纤维外皮。较大的外侧部分进行了质量平衡，两个部分的可偏转角度为+24/-18度。

第二代：波音公司对747-400机翼的内部进行了大规模修改，但是从外观看最大的变化是翼展达到了64.92米，比747-300的机翼跨度大5.2米，在四分之一弦长处呈37.5度后掠，并且具有7.0的展弦比。尽管747-400的机翼更长，但重量比原来更轻，为12.7吨，翼面积达到了524.9平方米。机翼采用铝合金材料制成，并应用了碳纤维翼尖板。采用翼尖板本质上是一种折中方案，可以在拥挤的机场停机坪上进行运营时节省燃料，并将机翼的展长保持在合理的范围内。额外1.8米长的翼尖扩展和翼尖板不会增加747-400机翼的重量。通过使用新的铝合金材料在机翼上节省了2,270公斤的重量，以抵消翼尖扩展和翼尖板的重量增加。机翼发动机挂架和发动机舱盖大量使用凯夫拉和其他石墨材料。与之前的第一代747客机相比，747-400对其机尾部分进行了修改。在水平尾翼的前后副翼之间增加了一个容积为3,300加仑的内置燃油箱，可增加大约644公里的航程。水平尾翼的后表面由四个舵面组成，连接在水平安定面的后副翼上，配有四个液压致动器、控制装置和升降舵感应系统。升降舵感应系统可防止在俯仰控制上过度控制，并在速度增加时增加人工反作用力以对抗控制输入。747-400的垂直尾翼和方向舵也进行了重新设计。垂直尾翼由前副翼、后副翼、肋骨、纵桁和外皮组成，共同构成一根梁。在偏航轴上，使用两个方向舵（上方和下方）进行控制、微调和自动滚降。上方方向舵具有更大的调整范围和三个三联阀致动器。从最早的747型号到最新型号，飞机的垂直尾翼高度形状都保持不变。垂直安定面设计有可拆卸前缘。

第三代：第三代747-8进一步增加了航程，就要提高升阻比，但同时要对机翼的改动最小化，才能降低整个项目的开发成本。因此第三代747-8的机翼变化主要是在机翼外侧翼型，翼梢进行了延长，机翼本身采用更厚的翼型以提高结构效率。新的翼型保持原有结构布置，从而不改变中央部分的几何形状、起落架和机身接口，而更厚的翼型的另一个好处是解决了747-400机翼的燃油容量限制。747-400采用了内外三缝后缘襟翼，而改进后的747-8采用了内外双缝后缘襟翼以减少噪音。为了在不影响低速性能的情况下使用一个外侧单缝翼，内侧前缘采用了间隙而不是密封，这与747-400上的设计不同。增加间隙可以显著提高进场速度。至于中部和外部前缘，保留了747-400上的可变凸度克鲁格翼（VCK），但对其进行了修改以适应新的发动机安装。通过新的翼型，改善了747-8的稳定性和操纵性，使其具更好的飞行品质。

飞控

第一代：747的飞行控制系统在形式和功能上与之前的波音707和727系统非常相似，主要区别是缺乏手动恢复功能。747的所有的主要操纵面（副翼、升降舵和方向舵）都是独立安装的、分段式的操纵面，每个部分都由两个完全独立的液压系统提供动力的双作动器控制。因此，每个控制轴都由四个液压系统提供动力。所有操纵面作动器都由飞行甲板上的双防卡链控制，但自动驾驶和马赫修正指令通过复制的电路进行信号传输。可变迎角安定面由两个液压马达驱动的球螺杆作动器控制，液压马达由独立的液压系统供电。通常情况下，俯仰修正指令通过电气方式传递，但驾驶舱还提供了一套通过缆绳控制的系统。所有三个控制轴都配备了人工感知系统。747有四个主要的3000 psi液压系统，每个系统由不同的发动机驱动泵。1号和4号系统为所有主要飞行控制、所有次要飞行控制（除前缘襟翼外）、起落架操作和刹车提供动力。2号和3号系统通常仅用于飞行控制，但在必要时也可以用于其他用途。在地面上，4号系统还可以通过电动马达驱动，提供牵引时的轮子刹车功能。每个主要飞行控制面由双串联液压驱动器提供动力，由四个系统中的两个供应。747可以在四个液压系统中三个失效的情况下着陆。

第三代：由于使用了新的翼型，这导致了对747-8飞行控制系统的更改，即外侧副翼改为电传飞行操纵（FBW），这是为了优化副翼在任何缝翼设置下的下垂效果，也是原有747-400副翼控制系统无法实现的。电传操纵能最大化减少起飞和进场时的噪音。电传飞行操纵外侧副翼还允许调整低速滚转响应，从而改善操纵特性。此外缝翼也改为电传飞行操纵，目的是减轻重量和改善飞机的横向轴响应速度。电传飞行操纵表面还使飞机具备机动载荷减轻（MLA）功能。这种功能能够通过操纵飞行控制表面来降低最大机翼载荷。

起落架

第一代：主起落架是747最为显著的特点之一。中央机身和机翼，各有2个主起落架，每个起落架都有四个轮子。正常的起落架伸展和收起是由第4号液压系统控制机翼起落架，而机身起落架则由第1号系统控制。伸展需要约12秒，收起需要约14秒。在紧急情况下，每个起落架支柱都有自己的伸展系统，可以通过电力解锁起落架和起落舱门，使得起落架在弹簧的帮助下自由伸展。前起落架具有应急电动驱动装置，并具备手动摇动的功能。两个安装在机身上的主起落架腿由电液系统控制，与前起落架转向系统同步。主起落架只有在前起落架转动超过20°时才会转向。连接到主起落架避震减振器的液压气动平衡系统，能确保四个主起落架牢固地接触地面并均匀分散重量。早期的747使用的轮子和轮胎与707相同尺寸。这对航空公司维护有很大好处。

第二代：起落架的配置基于“经典”747型号的设计，但由于747-400具有更大的起飞重量并更多地使用数字系统，进行了一些修改变化。与早期的747“经典”相比，747-400的起落架最重要的变化是引入了碳纤维盘式制动器，取代了钢盘式制动器，节省了844公斤的重量。

第三代：747-8飞机采用液压收放前三点起落架。双轮前起落架向前收起。主起落架为 4 个四轮小车式，2 个并列装在机身靠近机翼后缘处，向前收入机身;另 2个装在机翼下向内收起。前轮规格 50 × 20. 0R22，胎压 11.67 × 105Pa;主轮规格 52 × 21. 0R22，胎压15.54 × 105Pa。主轮均带有碳盘刹车和独立的数字式电子控制防滑装置。前轮可转向正负70°。

动力系统

发动机

第一代：1974年1月之前所有的747都由不同型号的普惠JT9D涡扇发动机提供动力，然后随着70年代中后期通用电气 CF6发动机和劳斯莱斯汽车有限公司 RB211发动机问世，波音747也开始使用新发动机。这三种宽扇发动机的推力从原始的19.7吨逐渐增加到22.6吨。随着发动机推力的增加，飞机的最大起飞重量也得以发展，早期的747最大起飞重量为322吨，而后期机型可达到377吨。发动机支架是独立的三梁悬臂结构，直接连接到主翼箱的前后主梁，并在两个点支撑发动机。除了主推进发动机外，每架经典版747还配备了位于尾部的1100马力的加勒特辅助动力装置（APU），它为飞机在地面时提供电力，并提供气源来运行客舱温度调节系统和启动主发动机。

第二代：普惠公司成为747-400飞机首批动力装置的供应商。该公司为波音747-400专门研制了PW4256大涵道比涡扇发动机。该发动机直径2.4米，推力高达28.1吨，采用新技术的单晶涡轮叶片，并使用了全权数字发动机控制（FAEDC）技术。相比第一代的JT9D发动机，它的燃油消耗减少了7%。通用电气制造的CF6-80C2发动机成为第二个被选为747-400使用的发动机，推力标称为25.8吨。这是一种改进型的CF6发动机，增加了一个额外的低压压缩机级数（共四级），并采用FADEC控制。与普惠发动机一样，CF6-80C2发动机在涡轮叶片中使用了新的更强材料，并增加了一个涡轮级。罗尔斯罗伊斯公司为英联邦航空公司运营的747-400客机提供RB.211-524G/H涡扇发动机，推力为26.3吨和27.2吨。通过RB211-524G/H型号，劳斯莱斯在1990年成为三大发动机制造商中最后一个获得747-400认证的公司。该发动机采用了三轴配置，但与以前的747发动机不同的是，它采用了宽弦风扇叶片，抗鸟撞能力强，使用达-700核心机。三种发动机比上一代发动机噪音都减少了一半。

第三代：747-8使用4台通用电气公司的GEnx-2B大涵道比涡扇发动机提供动力。这些发动机与787上使用的发动机具有相同的核心机，但针对 747-8进行了优化。GEnx-2B发动机风扇直径2.65米，长4.31米，起飞推力30.2吨，起飞阶段涵道比8.0，爬升阶段涵道比7.4，起飞阶段总压比44.7，爬升阶段总压比52.4。压缩级为1级风扇、3级增压和10级高压，涡轮级为2级高压和6级低压，采用第三代全权数字发动机控制技术（FADEC Ⅲ）。

航电系统

雷达

波音747-400使用的是美国霍尼韦尔的为RTA-4B型气象雷达。该雷达为双收发机系统，设有两套收发机和一个雷达波导开关，通过雷达控制面板上选择开关的置左或置右，以选择相应的系统工作。雷达驱动组件的左右扫掠需要由惯性基准系统（IRS）提供飞机姿态信号，用以保持雷达扫掠平面的稳定，通过机长及副驾驶对应位置的惯导源选择开关（IRSSSS）进行控制。气象目标的回波信号被雷达天线接收后，通过波导管输入到选定的收发机进行处理，气象图像信号通过四个地形显示继电器在惯性基准组件（IRU）显示屏上显示。

波音747-8使用罗克韦尔柯林斯 WXR-2100 MultiScan 危险检测系统，它是第一个也是唯一一个能够分析和确定实际天气危险而不仅仅是大气湿度含量的机载气象雷达。它是一款全自动机载雷达系统，拥有超过四年的成熟运行经验。WXR-2100 通过最大限度地减少意外的湍流，减少飞行员的工作量，提高安全性和乘客舒适度，最佳无杂乱天气探测距离达到593公里。

第一代747飞机的驾驶舱配备了一些最早期的卫星通信系统，基本的自动着陆设备以及当时很先进的Delco Carousel IV惯性导航系统（INS）。该系统来自阿波罗任务飞往月球并返回时使用的导航系统技术，这使得747成为第一款获得无需专业导航员在机上的飞机。

波音747-400有两套GPS接收机，分别将其从GPS卫星获得的飞机位置、速度和时间数据输出到飞行管理计算机系统（FMCS）中, 飞行管理系统将机载自主导航系统（惯性基准系统IRS）、陆基无线电导航系统（VOR/DME）、GPS导航系统融合到一起，对飞机进行导航，在747-400飞机的导航显示器（ND）上显示位置信息。波音 747-8飞机还使用了 ADS-B导航技术。ADS-B 技术是飞机飞行中定期传输状态向量和参数信息的技术。通过空中飞行飞机对于自身位置的实时报告，飞行员可以获取临近飞机的飞行参数，从而对之间的位置和行踪进行了解，降低对地面雷达监视以及管制的依赖性。这一功能和雷达监视有一定类似，但是效果比雷达监视好。

通讯

747-400飞机安装有霍尼韦尔中国有限公司Mark II或者罗克韦尔柯林斯的CMU900-151通讯管理单元（Communications Management Unit）。747-8飞机安装罗克韦尔柯林斯的CMU900-151通讯管理单元。Mark II通信管理单元 (CMU) 通过托管允许通过各种通道路由消息的通信协议，实现机载和地面系统之间的数据和消息传输。Mark II支持保护模式的管制员飞行员数据链通信 (PM-CPDLC)、数据链路记录指令，并且经过 FANS 1/A+ 数据路由和操作认证。Mark II主要通过外部甚高频 (VHF) 收发器进行通信，可选的机载设备包括卫星数据链通信。飞机的飞行管理系统FMS 提供飞行员和 Mark II+ 之间的接口。CMU一般通过陆基飞机通信寻址和报告系统 (ACARS)和VHF 网络进行通信。

CMU-900支持最新的ARINC 758数据链路通信管理标准，满足欧洲数据链路指令所需的 C 级保护模式 CPDLC 应用程序。CMU-900提供AOC定制功能，允许飞机运营商配置CMU以满足用户的操作要求。该系统支持和管理多个空对地子网，包括VHF 数据链路（VDL 模式 0/A 和模式 2）、卫星数据链路（海事卫星和星系统）和 HF 数据链路，还支持跨所有 VHF 网络的“未来航行系统”（FANS）互操作性，提供完全兼容的 ARINC AQP 和 SITA VAQ 测试，并获得波音公司的 FANS-1 互操作性资格。

传感器

第一代747飞机的传感器为：机首为2个导向台、2个侧滑传感器和机首气象雷达，机背上依次安装有1号VHF天线、2个卫星天线、3号VHF天线，垂直尾翼安装有2个甚高频全向信标天线。机腹依次安装有2个空中交通管制通讯天线、2个超高频测距天线、1个低高度无线电高度表、1号自动定向ADF环形天线、1个指点信标天线、2号自动定向ADF环形天线、2号VHF天线和2个ADF辨向天线传感器。

机载计算机

747飞机一开始只有纯粹的导航系统（例如惯性导航系统，简称INS），或者具有有限控制功能的性能管理系统。747-400飞机则首次使用完全集成的飞行管理计算机（FMC）系统，是757/767飞机飞行管理计算机的衍生产品。该系统集成了横向导航（LNAV）和垂直导航（VNAV）的导航指令，可以由自动驾驶/飞行指引系统（AFDS）或机组人员用于控制飞机飞行操作。该系统导航数据来自惯性参考系统（IRS）和导航无线电位置更新，信息通过多用途控制和显示单元（MCDU）显示。747-400飞机飞行管理计算机的一个新特性是“高度干预”，它能够全程参与控制从起飞到最后进近时的全过程。它的另一个特点是将自动推力控制系统作为每个FMC内置的推力管理功能（TMF）。747-400的飞行管理计算机能够计算并设置最佳爬升路线、控制发动机推力，能顾自动计算起飞速度和平衡翼调整设置，将各种速度输出到主飞行显示器（PFD）速度刻度上，生成适用于747-400操作的特定速度，使用空气数据计算机（ADC）和失速预警计算机（SWC）来控制最大和最小速度。飞行管理计算机还能计算燃油重量以及离航道下降数据。747-400飞行管理计算机还通过接口控制客舱气压控制系统（CPCS）、重量和平衡系统（WBS）以及中央维护计算机系统（CMCS）。飞行员还能通过开关切断FMC与自动驾驶仪的联系。747-8飞机的飞行管理计算机进行了升级，包括对发动机推力进行自动化控制，实现安静爬升的能力，还增加了“风向优化飞行”功能，能够根据飞行计划和实时气象数据，计算出在飞行过程中是否需要调整飞行高度或航线，以获得更有利的顺风飞行条件。

驾驶舱设计

第一代：驾驶舱距离地面29英尺，在主起落架的前方100英尺，前起落架的前方12英尺处。由于位置很特殊，因此747的飞行员需要大量的培训，以确保机组人员能够在机场周围操纵这架大型飞机。尽管飞机体积庞大，但驾驶舱的大小实际上与707上相同。与现代的400系列驾驶舱相比，最初的747经典一代驾驶舱看起来有些狭窄而杂乱。直到20世纪80年代后期，所有747驾驶舱都为三人操作，由于飞行工程师座位的存在，导致驾驶舱区域进出更加不便。

第二代：747-400驾驶舱取消了飞行工程师而采用双人驾驶布局，一些超长距离的飞行会有轮换替代飞行员。747-400驾驶舱采用电子飞行仪表系统（EFIS），其关键组成部分是一个数字式主飞行显示器（PFD），取代了早期模拟仪表。747-400驾驶舱中几乎所有的仪器都是数字化的。总共有6个200x200毫的阴极射线显示器，在玻璃驾驶舱中为双人机组提供有关飞行和系统操作的信息。除了备用的陀螺仪、空速指示器、高度表和航向是老式仪表外，其他一切都是显示器。主飞行显示器（PFD）在机长左侧，显示飞机的基本性能（空速、高度、姿态和垂直速度），以及航向。其中最显著的测量是一个矩形高度显示，显示从惯性参考系统获得的飞机姿态信息。在此框的左侧是垂直带式空速指示器（用于测量爬升或下降）。空气数据计算机是PFD上所有空速信息的来源。机长右侧的导航显示屏使用飞机的剪影作为导航标志。该显示器有四种模式，提供着陆、超高频全向航向（VOR）航图和飞行计划的信息。机组人员可以叠加彩色天气雷达图像，以提供有关潜在危险条件的信息。但是飞机的基本飞行控制装置：驾驶杆、脚踏板和油门没有变化。

第三代：驾驶舱包括一个新的飞行管理计算机，液晶显示屏技术取代了整个驾驶舱的阴极射线管屏幕。747-8的驾驶舱的设计理念就是在不改变747-400原有驾驶舱设计的基础上，引入最新的波音737、777和787飞机的一些最佳功能和技术。因此，虽然747驾驶舱的外观和感觉没有大改，飞行员却拥有最新的功能，包括电子检查单、垂直航迹显示（VSD，显示飞机的垂直路径）、安静爬升功能（Quiet Climb，最大限度减少社区噪音）、全球定位系统（GPS）辅助的着陆系统（GLS）、导航性能标度（NPS，为飞行员提供预设航迹的横向和垂直引导）、集成进场导航（IAN）、机场移动地图（在地面上增加感知能力）、可选的第三类电子飞行包（EFB）。保持驾驶舱架构是为了保持与747-400机队相同的型号认证，这种方法在飞行员团队、培训和安全方面是最好的选择，因为飞行员会在747-400和747-8之间切换。

客舱设计

第一代：标准747的内部客舱布局始终被划分为五个明显不同的区域，从机头到机尾分别用字母A到E表示。较短的波音747SP型号只有四个区域（A到D）。一般747是用洗手间、厨房来分割不同区域划分，但一些航空公司倾向是用更加灵活和相对容易移动的舱内隔断。航空公司的座位配置计划在很大程度上有所不同，但一般在提供足够的紧急出口条件下，747-100和200型飞机最多可搭载550名乘客。而较大的747-300系列飞机可搭载多达660名乘客，所有座位都是10座并排。客货组合型的型号，可以使用E区搭载六个货物容器，然后可搭载330名乘客，或使用D区和E区搭载12个容器，然后可搭载225人。泛美世界航空和其他最初的采用747客机的航空公司采用了典型的两级分布，主舱内有350个座位（采用9座横排经济舱布局），座位间距为81厘米，驾驶舱后面的上层甲板为头等舱休息室。后来的运营商大多选择了三级分布，包括18个头等舱座位、70个公务舱座位和284个经济舱座位。最初的上层甲板通过螺旋楼梯进入，这是747内部最常被拍摄的部分之一。在早期的747-100型飞机上，上层甲板配有每侧三个窗户和一个位于飞行甲板后方右侧的紧急出口门。

第二代：客舱内部也进行了大规模的重新设计。新的真空污水系统采用了两根贯穿主客舱和上层甲板的直径为5厘米的大型污水管道。其中主甲板上设有33个洗手间接口，上层甲板上设有6个接口，总共可以有121种不同的盥洗室配置，为航空公司客户提供了巨大的灵活性。类似地，飞机还具有众多的“实用连接点”，提供了12个厨房区域的选择，总共有157种厨房配置选择。

第三代：747-8的2号舱门入口进行了重新设计，包括使用了新的通往上层甲板的楼梯和结构。这种改变的动机是希望乘客一上飞机就能感受到这是一架新的747，而不是747-400。窗户也改为了类似波音777的椭圆形窗户，能给机舱带来更开放的感觉。实际747-8的客舱新的行李架、天花板和全LED照明系统，都更接近波音787的内饰。上层甲板在结构上预留了安装立体空间的位置，能够根据航空公司的需要改装成套房、休息室或商务中心。

性能参数

使用情况

使用者

运营波音公司747飞机的前10位航空公司包括：亚特拉斯航空，总共运营111架；日本航空公司，总共运营109架；英国航空公司，总共运营103架，现在全部退役；亚特兰大冰岛航空，总共运营100架，现在剩15架；新加坡航空公司，总共运营95架，现在剩7架；美国联合航空公司总共运营90架，现在全部退役；韩国大韩航空总共运营87架，现在剩9架；德国汉莎航空运营 83 架飞机，目前剩27架；中国香港国泰航空运营 83 架飞机，目前剩20架；美国卡利塔航空运营76架飞机，目前仍有几架在飞行。

目前仍在运营的747飞机包括122架747-8型飞机、191家747-400型飞机、1架波音公司747-300型飞机、12架747-200型飞机、3架波音747SP型和2架747-100型，总共为331架，包括改装的美军军用飞机和总统专机。

发动机制造方面的进步，让波音777这种双发宽体客机能取代747这种昂贵的四台发动机大型客机。高燃料成本和微薄的利润率使得空置的大型客机的费效比逐渐下降，航空公司已经开始在热门航线上安排多个航班来满足消费者需求，而不是为了满足747客座率而削减班次。另外在噪音和排放上，747也存在固有的劣势。

典型事故

截至 2023 年1月，747总共发生173 起航空事故。其中有64起是机体完全毁坏的严重事故。各类事故总共造成3746人死亡。

洛斯罗迪斯机场灾难：1977 年3月27日西班牙特内里费岛洛斯罗迪斯机场上，一架荷兰皇家航空公司的波音 747 飞机在没有获得空中交通管制许可的情况下起飞，撞上了在跑道上等待的另一架泛美世界航空的 747 飞机，导致583人死亡。这是迄今为止死亡人数最多的空难。

韩国大韩航空公司007航班被击落：1983年8月31日，从美国纽约肯尼迪机场起飞的大韩航空一架波音747-230B飞机在飞往韩国金浦国际机场过程中，在堪察加半岛上空进入苏联领空，被苏方认为是美国军队间谍飞机侦察苏方敏感军事目标，最后在库页岛上空被苏联红军苏-15战机发射的两枚 K-8 空空导弹击落，所有 269 名乘客和机组人员全部遇难。

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米高空突然发生舱壁破损减压的事故。飞机尾部 5 米长的部分以及 APU 从喷气式飞机上撕裂，液压管路也被切断，导致飞机失控。飞机坠毁前从地面拍摄的照片显示飞机垂尾已经消失。尽管如此，747 仍然在空中飞行了半个多小时，最后坠毁在山脊上，导致520人死亡。这是目前单机空难死亡最多的事故。事故原因是1978年该机在降落时遭遇机尾撞击，损坏了飞机机身的后部以及后压力舱壁。然而，修理过程却出现失误，导致后舱壁疲劳裂纹继续发展最后发生事故。

洛克比空难：1988年12月21日，美国泛美航空公司的1架747-100飞机在英国苏格兰洛克比上空9500米高空爆炸。事故导致259名乘客和机组人员全部遇难。坠落的残骸在地面上造成 11 人死亡。事故原因是来自利比亚的恐怖分子使用塑料炸药藏在手提箱里的盒式磁带播放器中，最后定时引爆导致飞机解体。利比亚领导人奥马尔·穆阿迈尔·卡扎菲拒绝交出两名嫌疑人，因此美国和联合国安理会对利比亚实施了经济制裁。1998 年，卡扎菲终于接受了引渡这些人的提议。2001 年，一名嫌疑人被判犯有爆炸罪，并被判处27 年监禁。另一名男子被宣告无罪。利比亚政府最终同意向袭击受害者的家属支付赔偿金。

查基达德里空中相撞事故：1996年沙特阿拉伯航空的一架波音公司747-100客机，在印度哈里亚纳邦查基达德里上空和哈萨克斯坦航空公司1家伊尔-76运输机在空中相撞导致两架飞机上的 349 人全部遇难，这是世界上死亡人数最多的空中相撞事故。事故原因是哈萨克斯坦航空1907航班的飞行员没有遵守空中交通管制的指示。此外哈萨克斯坦飞行员有时会混淆他们的计算，因为他们使用公制读数而不是英尺和海里。

衍生型号

民用

747-100：早期生产的747最初没有分配单独的型号编号，只是跟着客户代码编号。因此所有的泛美世界航空飞机被称为747-21；而汉莎航空和法国航空的飞机分别被指定为747-308和747-28。泛美航空的一些早期生产飞机在运营过程中被送回厂家进行一系列修改，以解决运营中的故障并将其提升到333吨的最大起飞重量。747-100系列被-200系列取代之前，共建造了167架。

747-200B：747-200B是波音公司于1968年6月宣布的升级型号，旨在承诺保证原始设计的性能。新飞机的认证目标是最大起飞重量为351.5吨，这使得基本设计的可转换型（747C）和货机型（747F）成为现实。机翼/机身中心部分和起落架都必须加强，但原始的747-100）和升级的747B之间没有明显的区别。在1969年的最后几周，747B正式获得了新的波音编号747-200B，而之前的所有机体被重新编号为747-100系列。747-200系列持续生产了近18年。

747-200F：这基本上是一架加强型的747-200B机体，专门进行货运任务的特殊改装。这些飞机在起落架和机翼/机身中心部分（以应对较重的着陆）以及更强大的主甲板地板上都有额外的加强；机身的左右两侧均没有乘客窗户。第一架747-200F的最大起飞重量为351.5吨。747-200F的生产一直持续到747-400时代。到1991年生产结束时，747-200F的最大起飞重量增加到377.8吨。

747-200C：这些飞机配备了747-200F的大机头门以及几乎完整的主甲板乘客窗户。每架飞机都能够运载满载的货物、满载的乘客或货物和乘客混载。747-200C和常规的747-200B客机之间唯一的可见区别是可转换型前机身的每侧缺少两个窗户，这是为了容纳巨大的机架和上开启式货舱门的锁定机构而被拆除的。只建造了13架747-200C。

747-SR：747-100的短程版本，专门为日本航空的岛间国内航线开发。在外观上与基本的-100系列没有区别，但底层结构经过加固，可以承受20年寿命内52000次起飞/降落循环（是常规747预期数目的两倍以上）。这些飞机飞行平均航段在805-1609公里之间，通常以牺牲乘客舒适度为代价，至少可搭载500人。

747-300：该机基于-200B系列机身，但是一个重大变化是加长上层甲板，上层客舱向后延长了7.1米，最多可以容纳91个全经济舱（六座并排）座位，而不是原始的32个座位限制。上层客舱之间的圆形楼梯被一条直梯所取代。新的前机身轮廓实际上提高了747的空气动力学效率，使其正常巡航速度从马赫0.84提高到马赫0.85。

747-400：相比上一代波音747，747-400的机翼进行了重新设计，将翼展从59.6 米增加到 64.4 米，添加了额外的 1.8米高的复合材料小翼，从翼尖向上倾斜并略微向外倾斜。三人模拟驾驶舱已被两人全数字化驾驶舱所取代。六个 200 毫米 x 200 毫米阴极射线管 (CRT) 显示器取代了以前的传统仪表。747-400还使用了新一代的大推力高涵道比涡轮风扇发动机。

747-400ER（ER-F）：747-400ER和747-400ER-F货运型与现有的747-400飞机大小相同，但提供了更远的航程或更大的货运能力。航程由13445公里增加到14205公里，最大起飞重量从396.9吨增加到412.8吨。其内部改进包括：为支持增加的最大起飞重量而进行的系统和结构修改、改进的飞行甲板、安装了新辅助燃油系统、客舱使用了新内饰。

波音747-400 LCF：波音公司于2003年10月13日宣布，由于海运所需时间长，空运将成为787零部件的主要运输方式，为此专门改装了3架二手 747-400 客机成为747-400“大型货物运输机”（ LCF-Large Cargo Freighter），以便将组件从日本和意大利运送到南卡罗来纳州的查尔斯顿，然后再运送到华盛顿州的埃弗雷特进行总装。波音747-LCF的特征是机身鼓起，形态类似于“超级彩虹鱼”和空中客车公司空中客车A300-600ST“白鲸” 超大型货机。波音747-LCF的容量是 747-400F 货机的三倍。

747-8：747-8机身比 747-400长5.6米，总长度达到76.26米。与 747-400 相比，主要的技术变化将出现在机翼上，机翼将进行全面的设计检修。将保留后掠和基本结构以控制成本，但机翼将更厚更深，空气动力学重新计算。压力分布和弯矩将有所不同，客机的新机翼计划容纳 243120升喷气燃料，货机为230630 升。新机翼将有单槽外侧襟翼和双槽内侧襟翼。倾斜翼尖与目前 777-200LR、777-300ER 和 767-400ER 机型以及 787-8 和 787-9 设计中的相似，将取代747-400上的小翼。新结构有助于减少机翼外侧边缘的翼尖涡流。一些碳纤维材料将用于 747-8 的机身以减轻重量。

军用或政府使用

E-4A/B：1973年2月，美国空军电子系统司令部订购了两架747-200B机型，用于改装为先进的空中国家指挥所（E-4A）飞机。这些飞机将被用作远程机动的战争指挥中心，以在核战争期间指挥美国核力量。第三架飞机于1973年7月订购，第四架飞机于1973年12月订购。前两架E-4A机体都由普惠公司JT9D-7W发动机提供动力，但第三架由通用电气F103-GE-100发动机提供动力。E-4系列的第四架飞机被命名为E-4B。与早期的E-4A明显不同，后者安装了一个空中加油接口，改变了机头的外形，机顶安装了一个整流罩，用于容纳卫星和SHF通信设备。这架全新的E-4B于1975年4月29日首次飞行，并于1975年8月交付给美国空军。

VC-25A：美国空军购买波音公司747-200B商用飞机的型号，作为美国总统“空军一号”专机，军用型号变更为VC-25A，总共采购了2架，一架主飞机和一架备用飞机。这两架飞机基本结构完成后，就被转移到堪萨斯州威奇托进行特殊电子和通信设备以及内部改装。改装后的“空军一号”在1990年交付使用，尾翼编号分别为28000和29000。每架成本升至6.5亿美元。

航天飞机运输机：在美国美国航空航天局的要求下，波音公司分别在1976年和1980年分别改装了2架波音公司747-100系列的客机，将之作为美国航天飞机的运输机。这两架分级的原始型号分别为747-123和747-100SR。改装的内容包括：机身尾部和前部安装3个支柱来驮负航天飞机进行运输、在水平尾翼两端加装垂直稳定装置以增强方向稳定性、拆除1号门后所有座椅设备、安装专用仪器用于飞行期间监测航天飞机情况。该机最大起飞重量达到323.41吨。

YAL-1机载激光系统机载激光武器：1996年美国国防部授予1项11亿美元的合同，让波音、诺斯罗普公司和洛克希德·马丁公司联合开发机载激光器 (ABL)，代号为YAL-1。2002年5月，波音完成了对1架 747-400F 货机的改装，包括在机首安装高精度的光束控制系统，在机身后部安装兆瓦级的化学氧碘激光器 (COIL) 。2009 年 8 月，YAL 1飞机从爱德华兹空军基地起飞后，使用高能激光成功摧毁处于飞行助推阶段的弹道导弹。美国计算需要 10 到 20 架改装的波音 747，每架 15 亿美元，每年投资 1 亿美元，最后该项目被取消。