Simplement, plus de moteurs = plus de puissance et plus de puissance est nécessaire pour plusieurs choses, dont la première est le décollage. À la masse maximale au décollage, un avion multimoteur doit être capable de perdre un moteur (après avoir atteint la vitesse aller / pas) et de continuer le décollage en toute sécurité, ce qui signifie que si vous pouviez à peine voler sur 3 moteurs, vous il faudra en avoir 4 pour répondre aux exigences de certification (sécurité). Pour les poids incroyables que le 747 peut transporter, il a besoin de moteurs assez puissants, et tous les 4, pour décoller à pleine charge et répondre à cette exigence. (Il est intéressant de noter que si l'avion est vide et peut continuer le décollage en toute sécurité le 2, il est généralement autorisé à décoller avec un moteur déjà en panne - pour se rendre à une base de maintenance, par exemple. Mais cela ne nécessite aucun passager / fret, et donc un avion très léger.)

À l'altitude de croisière, plus de poussée signifie qu'une altitude de croisière plus élevée est possible, ce qui permet une meilleure efficacité énergétique. Ainsi, alors qu'un avion à 4 moteurs peut certainement voler sur 3 moteurs, et dans de nombreux cas (en fonction du poids et de la température de l'air extérieur) sur 2, il ne peut pas voler aussi haut qu'il le pourrait avec les 4. L'altitude de croisière plus élevée non seulement rend le vol plus efficace, il vous permet également de rester au-dessus de beaucoup de temps là-bas, et dans les cas extrêmes, un plafond à 2 moteurs peut ne pas dégager tout le terrain sur votre itinéraire. (Encore une fois, cela dépend du poids de la température &.)

Les moteurs modernes ont une fiabilité incroyable, et il est maintenant considéré comme une routine d'envoyer les bimoteurs 777 et 767 et A330 sur de longues routes sur l'eau, mais il y a 50 ans, le la fiabilité n'était pas aussi grande, il était donc considéré comme essentiel d'avoir la redondance pour que si un moteur tombait en panne au milieu de l'océan, il y avait encore une marge confortable, et vous n'étiez pas maintenant "à un moteur" d'aller nager .

En plus de ce que Ralph a mentionné, jusqu'au milieu des années 1980, la réglementation exigeait que les aéronefs effectuant de longues routes au-dessus de l'eau ou d'autres routes de ce type avec un manque d'endroits à dérouter en cas d'urgence doivent avoir au moins 3 moteurs. Plus précisément, cela s'appliquait à tout itinéraire situé à plus de 60 minutes d'un champ de dérivation dans les zones soumises aux règlements de la FAA et à 90 minutes dans d'autres endroits. Les avions utilisés sur ces routes à cette époque étaient des avions à 4 moteurs comme le De Havilland Comet, le Boeing 707, le Douglas DC-8, et Boeing 747 ainsi que des avions à trois moteurs comme le McDonnell Douglas DC-10 et le Lockheed L-1011 TriStar. Ces réglementations étaient dues au fait que les moteurs n'étaient pas historiquement aussi fiables qu'ils le sont aujourd'hui. C'était particulièrement vrai des moteurs à pistons utilisés avant l'ère des avions à réaction, mais aussi des premiers moteurs à réaction.

Donc, pour répondre spécifiquement à votre question, afin de desservir le transatlantique long-courrier et les routes transpacifiques auxquelles le Boeing 747 était destiné, il était nécessaire d'avoir au moins 3 moteurs. Boeing a apparemment décidé qu'il préférait aller avec 4 et les garder tous montés sur les ailes. Cela ne nécessitait pas non plus autant de puissance de poussée par moteur, ce qui rendait les moteurs plus faciles à concevoir, surtout à ce moment-là.

Cependant, dans les années 80, les moteurs à réaction étaient devenus suffisamment fiables et puissants pour qu'une nouvelle catégorie de réglementations appelée ETOPS (anciennement "Extended-Range Twin-engine Operational Performance Standards", maintenant "Extended OPerationS ") a été développé pour permettre aux avions bimoteurs de voler à l'étranger, à condition qu'ils respectent certaines normes. Le premier avion certifié pour de telles opérations était le Boeing 767, qui était autorisé à effectuer des opérations transatlantiques pour TWA. Sa certification ETOPS initiale permettait au 767 de voler jusqu'à 90 minutes d'un champ de dérivation et cela a ensuite été augmenté à 120 minutes après que TWA eut démontré son succès avec la certification de 90 minutes. Cependant, la réglementation ETOPS d'origine limitait toujours les avions à un maximum de 120 minutes ETOPS à l'entrée en service et 180 minutes ETOPS n'était autorisé qu'après au moins un an de fonctionnement réussi avec 120 minutes ETOPS. Ainsi, les aéronefs conçus pendant cette période pour les opérations long-courriers, en particulier transpacifique, tels que les MD-11 et Airbus A340, étaient toujours équipés de 3 moteurs ou Modèles à 4 moteurs. Malheureusement pour Airbus et McDonnell-Douglas, ces avions ont été libérés juste au moment où la FAA a commencé à autoriser des ETOPS de 180 minutes à la sortie.

Le nouveau Boeing 777 a été le premier avion à se qualifier pour un ETOPS de 180 minutes à la mise en service. En grande partie grâce à l'efficacité gagnée en n'ayant que 2 moteurs, le 777 a battu l'A340 dans les ventes, menant le programme A340 à une mort prématurée. Peu de temps après, Boeing a acquis McDonnell Douglas et a cessé la production du MD-11. Le 777 étant désormais autorisé à effectuer des vols non seulement transatlantiques, mais aussi transpacifiques, le besoin de jets tri-moteurs ou quadrimoteurs pour effectuer ces trajets a disparu. Le 777 a ensuite été suivi par les A330, 787 et A350 pour pouvoir desservir ces routes. Chacun de ces programmes a été très fructueux, mais leur succès a largement abouti à la mort imminente des modèles tri-moteurs et quadrimoteurs du passé. L'A340 a complètement arrêté la production. Les 747 et A380 ont eu peu de nouvelles commandes au cours des dernières années, ce qui a conduit à la possibilité d'annuler les deux programmes. Selon Wikipédia, à la fin du mois de mai, l'A380 n'a enregistré aucune nouvelle commande nette jusqu'à présent en 2015 et le 747 n'en a eu que 3 (et aucune en 2014.)

Comme indiqué précédemment, à l'époque, les caractéristiques de l'avion et la certification de la poussée des moteurs exigeaient que la conception de l'avion comprenne 4 moteurs afin de se conformer aux différentes réglementations de l'ETOPS et aux différents scénarios de perte de moteur pouvant être rencontrés pendant n'importe quelle phase de vol.

En regardant les statistiques, nous pouvons voir que pendant les 30 dernières! ans, environ 15 avions de passagers (c'est-à-dire des compagnies aériennes) ont été contraints de faire un atterrissage plané pour diverses raisons. De ces appareils, aucun n'était dû à une panne de moteur double causée par un dysfonctionnement technique. La plupart étaient dus à l'épuisement du carburant, certains à une erreur du pilote (arrêt du mauvais moteur après un dysfonctionnement) et 2 (récemment) à des impacts d'oiseaux. Cela conduit à la conclusion qu'un avion à 4 moteurs ne serait pas à l'abri des dangers qui ont conduit aux atterrissages forcés de ce qui précède, peut-être à l'exception des impacts d'oiseaux - mais il est très difficile de faire une évaluation statistique du risque dû à divers composants des troupeaux rencontrés, tailles et modèles des oiseaux.

Les moteurs d'aujourd'hui sont super fiables (à partir de 2019, il y a quelques problèmes avec les moteurs des 787 mais ils sont résolus au moment où nous parlons) et on peut en déduire qu'avoir plus de moteurs apporte en fait plus de risques de faute, donc de nos jours, il est sûr de dire que la principale considération pour la conception de l'avion et le nombre de moteurs est le poids final de l'avion et la quantité de poussée nécessaire pour répondre à tous les gradients de montée spécifiés et bien sûr atteindre une vitesse appropriée afin de décoller sur la plupart des pistes du monde qui sont limitées par la longueur ou les obstacles.

Au fait - en perdant 1 moteur en double- un avion à moteur peut être difficile, b La perte d'un moteur externe sur un 747 pendant le décollage entraîne une énorme asymétrie de lacet, ce qui le rend encore plus difficile en raison de la distance du centre de l'avion.

Donc, en théorie, il n'y a aucune raison pour que le B747 ait 4 moteurs. Ils devraient être plus gros que le GE9X pour le transporter, conduisant ainsi à une refonte de l'avion qui n'a pratiquement aucune justification. Si les compagnies aériennes avaient constaté qu'il pouvait être plus rentable de faire fonctionner tous les avions sur 4 moteurs (y compris l'évaluation des risques, l'investissement et le coût d'usure), nous aurions vu de plus en plus de ceux qui volaient.

Le 747 a vu le jour au milieu des années 1960, en tant qu'alternative au Boeing 2707 SST. Pour couvrir leurs paris, le 747 a également été conçu pour être converti en cargo. D'où le renflement à l'avant et le cockpit monté sur le dessus - pour faciliter l'ouverture d'une porte cargo à l'avant. Lorsque le 2707 a été annulé en raison de dépassements de coûts et de la hausse des prix du carburant, Boeing avait heureusement bien engagé le 747.

À cette époque, les moteurs à turbine à gaz étaient limités en puissance. Le 747 a été la première application commerciale à grande échelle de turboréacteurs à double flux élevé, une technologie relativement nouvelle. Pour répondre aux besoins en puissance d'un avion avec le poids et la capacité de charge du 747, quatre moteurs étaient nécessaires. Ils ont également été nécessaires pour de longs vols océaniques, pour s'assurer que l'avion pourrait toucher terre en cas de perte d'un moteur ... les turbines à gaz des années 60 n'étaient pas aussi fiables qu'elles le sont aujourd'hui.

Une fois la conception définie, la modifier ultérieurement pour passer à deux des nouvelles très grandes turbines à gaz qui sont sorties dans les années 90 aurait été d'un coût prohibitif. Plus simple de concevoir un nouveau grand avion de ligne avec deux moteurs en tête: le 777.

Vous devez vous souvenir de l'époque à laquelle l'avion a été conçu. Les moteurs n'étant pas aussi puissants, ils en avaient besoin de quatre pour voler et de quatre pour effectuer des vols long-courriers au-dessus de l'eau. Il y a maintenant des moteurs qui pourraient faire le travail par paires, mais le 747 devrait être radicalement repensé car, entre autres problèmes, l'aile est trop basse pour accueillir les moteurs monstres sur des avions comme le 767 et le 777. Ce que Boeing devrait reconsidérer était un avorté 3. -le design du moteur comme un gros 727. Ils l'ont regardé une fois dans les années 60 mais les moteurs n'étaient pas encore là. Ce serait maintenant le bon moment pour reconsidérer.