Boeing 747, o poderoso rei dos ares americano

Há pouco mais de 45 anos, decolava do Aeroporto Paine Field, no Estado de Washington, Estados Unidos, uma das mais fantásticas aeronaves da história, o Boeing 747. Desenvolvido em tempo recorde, revelou ser um avião tão perfeito e rentável que ainda permanece em produção, embora tenha evoluído bastante no decorrer do tempo.

Protótipo do Boeing 747, aqui equipado com motores GE CF-6

As origens do Boeing 747 remontam a uma requisição de 1964 da US Air Force para uma aeronave cargueira super-pesada, maior que o Lockheed C-141 Starlifter que, então, estava prestes a entrar em serviço. Era o Programa CX-HLS (Heavy Logistics System). A Boeing participou desse programa, assim como a Douglas e a Lockheed. O desenvolvimento de novos motores requeridos, que deveriam ser bem mais poderosos que os então existentes, foi disputado pela General Eletric (GE) e pela Pratt & Whitney.

Concepção artística do Boeing proposto para o Programa CX-HLS da USAF

A Lockheed foi a vencedora do Programa CX-HLS, que produziu o enorme cargueiro C-5 Galaxy para a USAF até a década de 1980. Todavia, o programa acabou gerando as primeiras aeronave wide-bodies (corpo largo, com dois corredores internos) para a aviação civil, o Boeing 747 e o McDonnell-Douglas DC-10, além dos primeiros motores turbofan de grande razão de bypass, o GE CF6 e o Pratt & Whitney JT-9D, com empuxo superior a 40 mil lbf, mais que o dobro dos mais poderosos motores a reação civis então em serviço.

Mesmo antes da Lockheed ser anunciada como vencedora do Programa CX-HLS, o Presidente da Pan Am, Juan Trippe, procurou a Boeing buscando uma aeronave a jato de passageiros de grande capacidade. A demanda pelo transporte aéreo aumentou muito no início da década de 1960, e Juan Trippe pedia nada menos que um avião que pudesse levar, pelo menos, o dobro de passageiros de um Boeing 707 ou de um Douglas DC-8, mas que pudesse operar das mesmas pistas usadas por esses jatos. Se dispôs a fazer uma encomenda inicial de 25 aeronaves, o que veio a se tornar realidade em abril de 1966, um contrato de 525 milhões de dólares, uma exorbitância para a época.

Nesta foto, é possível comparar o tamanho de um Boeing 747 com o tamanho de um 707

O design original da Boeing para o Programa CX-HLS, de asas altas, não foi seguido para o avião civil, já então denominado Boeing 747, pois os engenheiros resolveram simplesmente ampliar o design do bem sucedido Boeing 707, com asas baixas enflechadas a 35º para trás e quatro motores instalados em pilones abaixo das asas. Do programa militar, o Boeing 747 herdou um cockpit elevado, acima da cabine principal de passageiros, o que permitia instalar uma grande porta de carga dianteira. Isso deu ao Boeing 747 uma característica única, uma "corcova" na parte dianteira superior da fuselagem. O espaço na corcova, atrás do cockpit, foi usado inicialmente como um lounge para os passageiros, e possuía poucas janelas, apenas três de cada lado nos modelos primitivos.

O lounge instalado no deck superior dos primeiros Boeing 747 (foto: Boeing)

Como a GE, com seu motor TF-39 (versão militar do motor CF-6) foi a vencedora do programa C-5 da Lockheed, a Boeing procurou outro fornecedor para a motorização do Boeing 747, a Pratt & Whitney, que desenvolveu o motor JT-9D para o modelo 747-100, com 43.500 lbf de empuxo. Tais motores, além de produzir mais empuxo, eram significativamente mais econômicos que os motores da geração anterior.

Motor Pratt & Whitney JT-9D no protótipo do Boeing 747

Na época do desenvolvimento do Boeing 747, a ideia dominante é que o mercado de passageiros seria dominado na década seguinte pelos aviões supersônicos, e a Boeing considerou que logo os 747 seriam relegados à função de transporte de carga, e seriam considerados obsoletos tão logo atingissem um mercado estimado de 400 aeronaves. Considerações político-econômicas, como a Crise do Petróleo de 1973, e restrições ambientais, no entanto, restringiram a aviação comercial supersônica, e os wide-bodies dominariam os céus nas décadas seguintes, tanto no mercado de carga quanto no de passageiros.

Montagem dos primeiros Boeing 747 no novíssimo hangar de Paine Field

Os prazos para se colocar o Boeing 747 no ar eram muito curtos: o avião deveria voar até o final de 1969. A Boeing não tinha uma instalação industrial grande o suficiente para construir uma aeronave desse porte, e acabou adquirindo uma área de 3,2 Km quadrados no Aeroporto de Paine Field, em Everett, 50 Km ao norte de Seattle, Washington, em julho de 1966. A construção desse prédio em tempo curto foi, por si só, um enorme desafio. Até hoje, esse é o maior edifício do mundo em espaço interno, e atualmente é usado para a montagem de todos os aviões wide-bodies da Boeing.

Construção da planta de montagem do Boeing 747 em 1966

Uma preocupação da Boeing era se os pilotos não teriam problemas em taxiar a aeronave de um posto de pilotagem tão alto, e um caminhão foi adaptado com uma cabine tão elevada quanto a de um 747. Vários pilotos dirigiram o caminhão daquela posição tranquilamente, e a preocupação mostrou-se infundada.

Roll-out do primeiro Boeing 747

Embora houvesse alguns problemas com os motores, os prazos foram cumpridos, e o primeiro Boeing 747 fez seu roll-out em Paine Fied no dia 30 de setembro de 1968. Depois de cumprir um extenso programa de testes em solo, o primeiro voo, comandado por Jack Waddell, com Brien Wygle como copiloto e Jess Wallick como  engenheiro de voo., decolou de Paine Field em 9 de fevereiro de 1969. O voo foi considerado um sucesso total, e houve apenas um pequeno problema com um dos flaps. O avião era mais fácil de voar e mais dócil do que um 707, ainda que a grande inércia tornasse a resposta dos comandos um tanto lenta. A despeito do enflechamento das asas de 37,5º, era quase imune ao dutch roll, uma instabilidade cíclica característica de aeronaves com asas enflechadas. Foi uma resultado espetacular, ainda mais levando-se em consideração que o avião foi desenvolvido em apenas 28 meses. Nessa época, nada menos que 26 operadores já tinham encomendado o avião.

Primeira decolagem do Boeing 747, fevereiro de 1969

Obviamente, vários problemas foram enfrentados: os motores deram dor de cabeça aos engenheiros, pois sofriam problemas de flame-out quando acelerados bruscamente, e distorção nas carcaças das turbinas. Em certo momento, acumularam-se nos pátios cerca de 20 747 prontos aguardando a instalação dos motores. Outro problema enfrentado foi uma vibração nas asas em alta velocidade (flutter), o que foi resolvido, em parte, com a inserção de contrapesos de urânio empobrecido nos pilones externos.

Cockpit de um Boeing 747-200

O primeiro teste de evacuação da aeronave foi decepcionante: levou dois minutos e meio, enquanto a exigência legal era de 90 segundos. Vários conceitos tiveram que ser modificados, para que o padrão de certificação fosse atingido. Várias dificuldades estavam relacionadas com a evacuação do deck superior.

Escada de acesso ao deck superior, de um Boeing 747-100 da Pan Am, 1970

Alguns acidentes e incidentes foram registrados no programa de testes, sendo o mais grave deles o de 13 de dezembro de 1969, quando um protótipo ultrapassou os limites da pista de Renton, Washington, e teve dois motores danificados e um trem de pouso arrancado.

O Boeing 747 sendo apresentado em Paris, 1969

A Boeing construiu cinco aeronaves para o programa de testes e de certificação. Um desses aviões foi levado para a 28º Paris Air Show, no verão de 1969, para ser exibido publicamente em nível internacional.

A FAA finalmente certificou o Boeing 747 em dezembro de 1969. O gigante estava prestes a entrar em serviço como o primeiro jato wide-body do mundo.

Protótipo do Boeing 747 em voo, com 20 janelas no deck superior

Os primeiro aviões foram entregues à Pan Am, e a Primeira Dama dos Estados Unidos, Pat Nixon, batizou o primeiro avião, no Aeroporto Internacional Dulles, em Washington/DC, no dia 15 de janeiro de 1970. Não foi usada a tradicional champanhe, mas sim água colorida de vermelho, azul e branco.

O primeiro voo deveria ter acontecido na noite de 21 de janeiro de 1970, mas um incômodo superaquecimento dos motores adiou por seis horas o voo inaugural, e foi necessário trocar de aeronaves.  Mas, em 22 de janeiro, o 747 da Pan Am transportou pela primeira vez passageiros pagantes na rota Nova York - Londres.

Um já envelhecido Boeing 747-100 do lote inicial da Pan Am

Obviamente, a Boeing teve que investir uma quantidade enorme de recursos no desenvolvimento do Boeing 747. Tomou empréstimos de um grupo de bancos de valores recordes, nunca vistos anteriormente em nenhuma empresa privada, e a um certo tempo estava devendo 2 bilhões de dólares, sendo 1,2 bilhões para os bancos, isso em valores de 1970, sem considerar a inflação. Um endividamento desse porte arriscava a própria sobrevivência da empresa, mas a aposta foi ganha, e por muito tempo a Boeing dominou o mercado de grandes aeronaves a jato no mundo.

Manetes dos motores de um Boeing 747-400

Problemas econômicos mundiais afetaram o mercado para o Boeing 747 após a entrega dos aviões iniciais. Durante 18 meses, após setembro de 1970, a Boeing conseguiu vender apenas dois 747, e no mercado americano, não conseguiu vender mais nenhum durante os três anos seguintes. A Crise do Petróleo afetou especialmente o mercado americano, e o 747 tornou-se simplesmente grande demais para a demanda de passageiros então existente, favorecendo aeronaves um pouco menores, como o DC-10 e o Lockheed L-1011 Tristar.

Nos anos iniciais, cerca de metade dos operadores escolheram o avião devido ao seu grande alcance, e não devido à sua capacidade de carga/passageiros. Curiosamente, nenhum avião do modelo inicial, o -100, saiu de fábrica como cargueiro, embora diversos aviões desses, originalmente de passageiros, tivessem sido convertidos em cargueiros posteriormente.

Assentos da classe econômica de um B747 da Qantas

A Crise do Petróleo de 1973 afetou significativamente o 747,  mas acabou por matar o tão esperado transporte supersônico de passageiros, que foi colocado em serviço com o Concorde franco-britânico, em 1976, mas que virou um luxo para poucos passageiros abastados, sem relevância no mercado em termos de concorrência.

A expectativa inicial da Boeing era vender 400 aeronaves, mas esse número já ultrapassou 1500 aeronaves produzidas, de todas as versões, e aeronave ainda é oferecida no mercado.

CARACTERÍSTICAS GERAIS DO BOEING 747

O Boeing 747 é uma aeronave de asa baixa, quadrimotora, que pode transportar cerca de 410 passageiros em 3 classes no modelo mais comum, o -400.A grande largura da fuselagem permite colocar até 10 fileiras de assentos, tipicamente no arranjo 3 - 4 - 3 na classe econômica, sem contar o deck superior, onde podem ser instaladas seis fileiras no arranjo 3 - 3 de classe econômica, com um único corredor. As configurações de classe executiva e primeira classe variam muito com o operador. Usualmente, os passageiros de primeira classe ficam no nariz do avião, logo abaixo do cockpit, enquanto os passageiros da classe executiva ocupam o segundo salão do deck principal e o deck superior. Os passageiros de classe econômica ocupam os três salões traseiros.

Comparação entre o tamanho dos trens de pouso principais do 747 e uma pessoa de média estatura

Os trens de pouso principais são quádruplos, tendo cada trem um boogie de quatro rodas. Dois desses trens são instalados na asa, e dois ficam na fuselagem, recolhendo para frente. Esses últimos permitem um esterçamento simultâneo com as rodas do nariz, para evitar o arrastamento lateral das rodas em curvas no solo. O trem do nariz possui duas rodas, e recolhe para a frente.

Trem de pouso principal do Boeing 747

As asas do Boeing 747 são equipadas com flaps em cascata, com fendas triplas, além de flaps de bordo de ataque em boa parte da sua extensão. Para possibilitar o rolamento em alta velocidade, a asa tem ailerons internos, situados entre as seções internas e externas dos flaps.

Flaps estendidos de um Boeing 747

Vários tipos de motores equiparam, ou ainda equipam os Boeing 747. Os primeiros modelos -100 eram equipados com motores Pratt & Whitney JT-9D, mas modelos posteriores foram equipados como motores GE CF-6 , Rolls-Royce RB-211 e Pratt & Whitney 4062, de acordo com a solicitação do operador, e cujo empuxo máximo situa-se entre 43.500 lbf, cada motor, para os modelos -100 iniciais até 62.100 lbf para alguns modelos -400. Os modelos atualmente em produção são oferecidos apenas com os motores GEnx 2B67, com 66.500 lbf de empuxo cada um.

Motores GEnx em um Boeing 747-8F

O grande enflechamento das asas, de 37,5º, permite uma grande área (525 metros quadrados, para um modelo -400, e 554 metros quadrados, para um modelo -8), com uma envergadura compatível com os hangares utilizados para outros tipos de aeronaves. A aerodinâmica do avião revelou-se espetacular, e garante ao Boeing 747 uma velocidade significativamente mais alta que a de todos os aviões comerciais hoje existentes, máxima de Mach 0,92 e cruzeiro a Mach 0,86. O custo por assento é um dos mais competitivos do mercado.

Painel principal de um Boeing 747-400 da United

O alcance máximo pode chegar, com carga útil máxima, aos 15 mil km nos modelos 747-8, e e pouca coisa inferior a isso, nos modelos -400 (13.450 km) e -400ER (14.200 Km). Poucos modelos de aeronaves no mercado possuem autonomia tão grande.

Porta de carga do nariz de um Boeing 747-8F

Os Boeing 747 de todos os modelos, exceto o -8, possuem 70,6 metros de comprimento. A envergadura varia, dos 59,6 metros dos modelos iniciais, aos 64,4 metros do -400. Os aviões modelo -8 possuem 76,5 metros de comprimento, os aviões mais longos do mundo, e 68,5 metros de envergadura. A altura da cauda é muito parecida em todos os modelos, de 19,3 a 19,4 metros.

Existe uma grande variação nas configurações de carga no avião, até porque muitas aeronaves foram convertidas de passageiros para carga, mas os tipos B são de passageiros, os tipos F são cargueiros puros, e os tipos C (Combi) podem transportar carga e passageiros simultaneamente, no deck principal, sendo a carga normalmente acomodada no último salão do deck principal.

VERSÕES DO BOEING 747

Desde o início da produção, a Boeing ofereceu vários modelos do 747 no mercado civil, existindo ainda alguns modelos militares.   A lista abaixo não é extensiva, mas mostra os principais modelos produzidos. Não estão consideradas conversões de aeronaves de um modelo para outro.

Boeing 747-100: Modelo inicial do 747, era equipado apenas com os motores Pratt & Whitney JT-9D. O deck superior dessas aeronaves, inicialmente, era apenas um lounge, e não levava poltronas normais de passageiros, e tinha apenas 6 janelas, 3 de cada lado. Posteriormente, os operadores pediram a instalação de poltronas normais no deck superior, e essas aeronaves tinham 20 janelas, 10 de cada lado. Uma escada em espiral dava acesso ao deck superior; Certificado em 1969; 167 aeronaves construídas, todas de passageiros, mas muitas foram convertidas para carga posteriormente.

Boeing 747-121 da Pan Am

Boeing 747-100B: Variação do Boeing 747-100 com estrutura e trens de pouso reforçados e aumento do peso máximo de decolagem, além de aumento da capacidade de combustível. Foi o primeiro a ser oferecido com três opções de motores, Pratt & Whitney, GE e Rolls-Royce, embora nenhum dos operadores (Iran Air e Saudia) tenha optado pelos motores GE. Certificado em 1979, 9 aeronaves produzidas.

Boeing 747SR, para uso em linhas domésticas, no Japão

Boeing 747SR: O Boeing 747SR (Short Range) foi, basicamente, um modelo -100 adaptado para transporte doméstico de curta distância, para a Japan Airlines. Tinha capacidade de combustível reduzida em cerca de 20 por cento, e modificações estruturais para suportar mais ciclos de operação e mais pousos e decolagens. Teve algumas variações, inclusive uma com deck superior estendido, e podiam levar de 498 a 550 passageiros; Certificado em 1973: 29 aeronaves construídas;

Boeing 747SP

Boeing 747SP:  O Boeing 747SP (Special Performance) foi um modelo encurtado do 747 (56,3 metros de comprimento), para atender uma solicitação de dois operadores (Pan Am e Iran Air) para uma aeronave de grande capacidade e ultra-longo alcance. Teve outras modificações em relação ao modelo -100, como flaps de fenda simples, ao invés dos flaps em cascata, e estabilizadores e deriva mais compridos. Foi oferecido com duas opções de motorização ( Pratt & Whitney e Rolls-Royce), mas teve um mercado bastante restrito; Certificado em 1976; 45 aeronaves construídas.

O primeiro Boeing 747SP, ao lado do protótipo do Boeing 747-100

 Boeing 747-200:  O Boeing 747-200 foi um desenvolvimento direto do modelo -100, com motores mais potentes, maior peso máximo de decolagem e maior alcance. Durante os três primeiros anos de produção, foi oferecido apenas com motor P & W JT9-D, mas depois a Boeing ofereceu mais duas opções de motorização, GE e Rolls-Royce. Foi o primeiro modelo do 747 a oferecer opções de cargueiro puro e Combi (misto de carga - passageiros). Seu primeiro usuário foi a Lufthansa. Externamente, tinha poucas diferenças em relação ao modelo -100, e inclusive alguns tinham o deck superior com apenas 3 janelas de cada lado, embora a maioria tivesse 10 janelas de cada lado; Certificado em 1971; 393 aeronaves construídas.

Boeing 747-200, da Varig

Boeing 747-300: O Boeing 747-300 foi um modelo do 747 com deck superior estendido, o que resultou no aumento da capacidade de passageiros. Uma escada reta substituiu a escada em espiral de acesso ao deck superior dos modelos anteriores. Nenhum -300 foi construído originalmente como cargueiro. Seu primeiro usuário foi a Swissair. O deck superior foi equipado com duas portas de emergência, uma de cada lado; Certificado em  1983; 81 exemplares construídos.

Boeing 747-300 da Swissair, que lançou o modelo

Boeing 747-400: O Boeing 747-400 foi anunciado em 1985, apenas dois anos depois da certificação do -300, e é um desenvolvimento direto desse modelo, mas com cockpit digital, eliminando a necessidade do engenheiro de voo e reduzindo grandemente a complexidade da instrumentação de bordo dos primeiros modelos. Externamente, se caracteriza pela presença dos winglets na ponta das asas, exceção feita ao modelo -400D, modelo doméstico usado no Japão. Foi produzido numa grande variedade de versões e por longo tempo. Foi certificado em  1988, e sua produção se estendeu até 2007, com 694 aeronaves produzidas.

Boeing 747-400 da Transaero

Boeing 747-8:  Modelo alongado e com maior envergadura, maior potência e maior alcance, que sucedeu o 747-400 na linha de produção, e atualmente é o único modelo disponível novo no mercado. Tem aviônica baseada na que equipa o Boeing 787, mas com cockpit muito semelhante ao do modelo -400, para permitir que tripulantes qualificados nos modelos -400 possam usar a mesma certificação de tipo. É oferecido nos modelos -8F, cargueiro e -8i, de passageiros. É a aeronave mais longa do mundo, com 76,4 metros de comprimento. Seu primeiro usuário foi a Cargolux. É equipada com motores GEnx 2B67, de 66.500 lbf de empuxo, e muito silenciosos. Pode levar 467 passageiros em configuração típica de 3 classes; Certificada em 2010; 122 aeronaves encomendadas, das quais 89 foram entregues até abril de 2015.

Boeing 747-8i da Lufthansa

Boeing VC -25:  Modelo -200B adaptado para a USAF e usado como aeronave presidencial dos Estados Unidos; 2 exemplares produzidos.

Boeing VC-25, para uso do Presidente dos Estados Unidos

Boeing E-4:  Modelo -200 adaptado pela USAF para ser usado como posto de comando aerotransportado em caso de guerra. 4 exemplares produzidos.

Boeing E-4B, modificação militar de um Boeing 747-200B