Boeing 747

Bakgrunn

I 1963 startet USAs flyvåpen en rekke utviklingsprosjekter med sikte på å produsere et stort strategisk transportfly. Selv om C-141 Starlifter ble introdusert i 1963, så de behovet for et større og mer kapabelt fly, spesielt for å frakte større last som ikke ville passe i noen av datidens fly. Prosjektene la grunnlaget for de første spesifikasjonene til transportsystemet CX-Heavy Logistics System (CX-HLS). Spesifikasjonene ble publisert i mars 1964. De beskrev et fly med en lastekapasitet på 180 000 pund (81 600 kg) som skulle kunne nå en hastighet på 0,75 Mach (805 km/t) med en last på 115 000 pund (52 200 kg), og da ha en rekkevidde på 5 000 nautiske mil (9 260 km) uten å måtte fylle drivstoff underveis. Lasterommet var 5,18 m bredt, 30,5 m langt og 4,11 m høyt.
Med kun fire motorer var det nødvendig med nyutviklede motorer med større kraft og bedre brennstofføkonomi. 18. mai 1964 kom forslag til flyskrogdesign fra Boeing, Douglas, General Dynamics, Lockheed og Martin Marietta. Motorforslag kom fra GE Aviation, Curtiss-Wright Corporation og Pratt & Whitney. Etter en utvelgelse ble Boeing, Douglas og Lockheed tildelt kontrakter for utredning av skroget, mens GE Aviation og Pratt & Whitney utredet motorene.
De tre skrogene hadde flere fellestrekk. Ettersom CX-HLS trengte å bli lastet fra fronten, ble en dør inkludert hvor førerkabinen normalt er. Alle firmaene løste dette problemet ved å flytte kabinen over lasteområdet. Douglas hadde en liten «kapsel» rett foran og over vingen. Lockheed brukte en lang «ryggrad» gjennom hele flyet, mens Boeing kombinerte begge løsningene med en lengre kapsel som begynte rett etter nesen og sluttet rett etter vingen. I 1965 ble Lockheeds flydesign og GE Aviations motor valgt til det nye C-5 Galaxy transportflyet, som var det største militære flyet i verden den gangen. Nesedøren og den hevede førerkabinen var konsepter som begge ble brakt videre til 747.

Passasjerflyforslaget

Da 747 ble uttenkt på 1960-tallet, var passasjerflytrafikken i økning. De kommersielle jetflyene Boeing 707 og Douglas DC-8 hadde revolusjonert lange flyreiser og var på alle måter en suksess. Til og med før Boeing tapte CX-HLS-kontrakten, kom det derfor press på selskapet fra ett av de viktigste flyselskapene om å bygge et større passasjerfly. Lederen for Pan American World Airways (Pan Am) Juan Trippe så at 707 ikke klarte å fylle det økende passasjerbehovet, og arbeidet hardt for å få Boeing til å bygge et dobbelt så stort passasjerfly.
I 1965 ble Joe Sutter, en av ingeniørene bak Boeings 737, overført for å lede studiene for et nytt passasjerfly, som allerede hadde fått nummeret 747. Shutter startet en designstudie sammen med Pan Am og andre flyselskap, for å få en bedre forståelse for behovene. På denne tiden trodde man at 747 snart ville bli erstattet av supersoniske transportfly. Boeing svarte med å designe 747 slik at det lett kunne tilpasses som et transportfly og fremdeles være i produksjon selv om salget av passasjerversjonen stoppet. Som transportfly var det klare behov for å drive fram metoder for containertransport som ble vidt introdusert på samme tid. Den normale containeren er 8 fot (2,4 m) bred og høy (noe høyere på grunn av ankringspunkter) og 20 fot eller 40 fot (6,1 m eller 12 m) lang. Dette betydde at det ville være mulig å stable containere to i bredden og to i høyden to eller tre rader inn i flyet med et skrog lik det tidligere CX-HLS prosjektet.
I april 1966 bestilte Pan Am 25 stk. 747-100-fly for 525 millioner USD. Under kontraktsigneringen i Seattle på Boeings 50-årsdag spådde Juan Trippe at 747 ville bli «... et stort våpen for fred, i kamp med interkontinentale missiler for menneskehetens skjebne», ifølge Malcolm T. Stamper, daværende styremedlem for 747-programmet. Som første kunde, og på grunn av sin tidlige involvering i prosjektet før de la inn en formell bestilling, hadde Pam Am en unik mulighet til å påvirke utviklingen av flyet.

Designutviklingen

Til slutt ble ikke de høye vingene fra CX-HLS-designet brukt på 747, selv om teknologi utviklet for dette prosjektet hadde hatt innflytelse. Det originale designet inkluderte et skrog med to dekk gjennom hele flyet. Det hadde åtte seterader på tvers og to midtganger på det nedre dekk, og syv seterader og to midtganger på øvre dekk. Men på grunn av nødutganger og liten lasteplass ble denne modellen forkastet i 1966 for en bredere enkeltdekk-design. Førerkabinen ble derfor plassert på et nedkortet øvre dekk, slik at lastedøren kunne inkluderes i nesepartiet; dette designet ga 747 dets lett gjenkjennelige «kuppel». I tidlige modeller var det uklart hva som skulle gjøres med det lille rommet bak førerkabinen, og det ble ikke installert noen seter her.
En av de viktigste teknologiene som gjorde et fly så stort som 747 mulig, var high-bypass turbofan motoren. Beregninger viste at motoren kunne gi det dobbelte av kraften til de tidligere turbojetene, selv om de bare brukte en tredjedel av drivstoffet. General Eletric hadde ledet an utviklingen på dette området, men var opptatte av å utvikle motoren for C-5 Galaxy og kom ikke inn i det kommersielle markedet før senere. Pratt & Whitney jobbet også på det samme prinsippet, og på slutten av 1966 hadde Boeing, Pan Am og Pratt & Whitney inngått en avtale om å utvikle en ny motor, JT9D for å drive 747.
Prosjektet ble designet med en ny metode kalt Fault tree analysis (FTA), som tillot at følgene av en feil i en enkelt del kunne studeres for å finne dens påvirkning på andre systemer. For å ta hensyn til sikkerhet og flygedyktighet, inkluderte 747s design redundans på flere områder; doble hydrauliske systemer, firedoblet landingsutstyr og doble kontrollflater. I tillegg ble noen av de mest avanserte løftesystemene brukt i designet for å gjøre det mulig å bruke eksisterende flyplasser. Dette inkluderte bevegelige vingeflapper langs kanten av nesten hele vingen, sammen med komplekse tre-delers flapper bak. Vingens tredelte flapper økte vingens areal med 21 % og flyets løfteevne med 90 % ved full utstrekning, sammenlignet med når de ikke er utstrakt.
Boeing ble enige med Pan Am om å levere den første 747 på slutten av 1969. Leveringsdatoen ga dem 28 måneder til å utvikle flyet, som kun var to tredjedeler av den normale utviklingstiden. Tidsplanen var så rask at folk som jobbet med den fikk kallenavnet «The Incredibles». Utviklingen av flyet var en så stor teknisk og finansiell utfordring at det ble sagt at ledelsen hadde «satset firmaet» da de startet det.

Produksjonshallen

Siden Boeing ikke hadde noen fabrikkhall stor nok til det nye flyet, valgte de å bygge en ny fabrikk. Det ble vurdert byggesteder i om lag 50 byer. Til slutt valgte de å bygge den nye fabrikken 48 km nord for Seattle, ved militærbasen Paine Field nær Everett, Washington. Boeing kjøpte den 316 hektar store tomten i juni 1966.
Utviklingen av 747 var en stor utfordring, og å bygge fabrikken var også en stor oppgave. Boeings president, William M. Allen, ba Malcolm T. Stamper, lederen av firmaets turbinavdeling, se over konstruksjonen av Everett Factory og å starte produksjonen av 747. For å gjøre tomten klar, ble det flyttet mer enn 3 millioner m³ jord. Tiden var så knapp at 747s fullskalamodell ble bygget før fabrikktaket var ferdig. Fabrikken er den største bygningen, etter volum, som er bygget, og er blitt vesentlig utbygget flere ganger for å kunne produsere andre modeller av Boeings bredbuksfly.

Utvikling og testing

Før den første 747 var fullstendig montert, begynte testing på flere deler og systemer. En viktig test involverte evakueringen av 560 frivillige fra en kabinmodell gjennom flyets nødutganger. Den første fullskalaevakueringen tok to og et halvt minutt istedenfor den tillatte maksimumsgrensen på 90 sekunder påkrevd av Federal Aviation Administration, og flere frivillige ble skadet. Senere tester nådde 90-sekunders grensen, men flere ble skadet. Det vanskeligste var evakueringen av flyets øvre dekk. Istedenfor å bruke en tradisjonell rutsjebane, brukte de frivillige seler festet til et hjul. Testene inkluderte også taxiing. Boeing bygget et uvanlig treningsapparat kjent som «Waddell's Wagon» (oppkalt etter en 747-testflyger, Jack Waddell) som besto av en fullskala førerkabin montert på taket av en truck. Mens de første 747-flyene ble bygget, lot dette apparatet flygere trene på å manøvrere flyet fra den høyt plasserte cockpiten.
Den første 747 ble rullet ut fra fabrikken i Everett 30. september 1968 foran verdenspressen og representanter fra de 26 flyselskapene som hadde bestilt flyet. I løpet av de neste månedene ble det gjort forberedelser før den første flyvningen, som fant sted 9. februar 1969, med testpilotene Jack Waddell og Brien Wygle ved spakene og Jess Wallick som flymaskinist. Foruten mindre problemer med en av flappene, beviste flygningen at 747 klarte seg meget bra. Det ble vist at 747 var hovedsakelig immun mot «Dutch roll», et fenomen som hadde vært et stort problem med tidligere jetfly med tilbakestrøkne vinger.
I de siste stadiene av flytestene viste «flutter»-testene at vingene led av oscillasjonsproblemer under visse forhold. Dette ble delvis løst ved å redusere stivheten til noen vingedeler. Et spesielt problem med flutter i høye hastigheter ble løst ved å legge inn motvekter av utarmet uran som ballast i de utvendige motornacellene i de tidlige 747-flyene. Disse tiltakene skapte angst når disse flyene krasjet, som China Airlines Flight 358 i Wanli, Taipei i 1991 og El Al Flight 1862 i Amsterdam i 1992.
Testflygningsprogrammet var plaget av problemer med 747s JT9D-motorene. Problemene omfattet motorstopp, forårsaket av rask endring av gassen, og forstyrrelse på turbinbeslagene etter kort tids bruk. Problemene utsatte 747s levering med flere måneder, og opptil 20 fly strandet ved fabrikken i Everett mens de ventet på motorinstallasjon. Programmet ble forsinket enda mer da et av de fem testflyene ble utsatt for skade i et landingsforsøk på Renton Municipal Airport, flyplassen ved Boeings fabrikk i Renton. Testflyet skulle få testutstyret fjernet og en kabin installert da pilot Ralph C. Cokely feilberegnet den korte rullebanen. Flyets ytre landingsutstyr på høyre side ble revet av, og to motorer ble skadet. Dette hindret ikke Boeing fra å delta med et testfly ved det 28. flystevnet i Paris i midten av 1969, hvor flyet for første gang ble vist for publikum. 747 ble godkjent av FAA i desember 1969, og var dermed klart til å bli satt inn i tjeneste.
De store kostnadene i utviklingen av 747 og byggingen av fabrikken i Everett betydde at Boeing måtte låne store beløp fra banker. I de siste månedene før leveringen av de første flyene måtte selskapet spørre om mer kapital flere ganger for å få ferdig prosjektet. Hadde dette blitt avslått, ville Boeings fremtid vært truet. Til slutt tjente Boeing på produksjonen, og hadde i flere år monopol på store passasjerfly.

Inngangen til tjeneste

Pan Ams første 747, Clipper Victor (ødelagt i Tenerife-ulykken), ble døpt av førstedame Pat Nixon 15. januar 1970 på Washington Dulles International Airport i nærvær av Pan Ams styreleder Najeeb Halaby. Istedenfor champagne, ble det sprøytet rødt, hvitt og blått vann på flyet. 747 gikk inn i tjeneste 22. januar 1970, på Pan Ams rute mellom New York-London. Flyvningen var planlagt for kvelden 21. januar, men overoppheting av motoren gjorde det originale flyet ubrukbart. Å finne et annet fly utsatte reisen med seks timer, til neste dag. 
747 hadde en glatt inngang til tjeneste, og overkom bekymringene om at noen flyplasser ikke kunne takle et så stort fly. Selv om tekniske problemer oppstod, var de relativt små og ble raskt løst. Etter flyets introduksjon med Pan Am, begynte andre flyselskap som hadde kjøpt 747 å sette sine fly inn i tjeneste for å ta opp konkurransen. Boeing beregnet at halvparten av de tidlige 747-salgene var til flyselskap som trengte 747s langdistanseevner og ikke bæreevnene. Mens 747 hadde de laveste potensielle kostnadene per sete, kunne dette kun bli sagt om et fullt lastet fly, og kostnadene per sete økte kraftig når flyet ikke var fullt lastet. Et normalt lastet 747, med kun 70 % av setene fylt, brukte mer enn 95 % av drivstoffet til et fullastet 747.
Da økonomiske problemer i USA og andre land etter oljekrisen i 1973 førte til redusert passasjertrafikk, følte flere flyselskap at de ikke hadde nok passasjerer til å fly 747 økonomisk. De byttet ut 747 med de nye og mindre tremotors bredbukflyene McDonnell Douglas DC-10 og Lockheed L-1011 TriStar (og senere tomotors 767 og Airbus A300). Etter å ha prøvd å bytte ut økonomiklasseseter med pianobarer i et forsøk på å tiltrekke flere kunder, valgte American Airlines til slutt å regulere deres 747 til transporttjeneste og i 1983 utvekslet Pan Am dem for mindre fly. Delta Air Lines fjernet også sine 747 fra tjeneste etter flere år.
Utenlandsflyvninger som ikke mellomlandet på tradisjonelle knutepunktsflyplasser og heller landet i mindre byer, ble vanligere på 1980-tallet. Dette minsket 747s opprinnelige marked. Selv om 747 ikke ble brukt mye i passasjertrafikken, fortsatte mange internasjonale transportører å bruke 747 på stillehavsruter. I Japan blir 747 på innenlandsruter konfigurert til å ta nær maksimum av passasjerkapasiteten.

Forbedrede 747-versjoner

Etter den første 747-100-versjonen, begynte Boeing å utvikle -100B, et fly med mulighet for høyere maksimumsvekt (MTOW), og -100SR (Short Range), med høyere passasjerkapasitet. Økt maksimumsvekt kan gjøre et fly i stand til å ha mer drivstoff og derfor fly lengre. -200-modellen fulgte disse, og kom inn i tjeneste i 1971. Den hadde kraftigere motorer og høyere maksimumsvekt. Passasjerfly, lastefly og kombiversjoner, fly som tok både passasjerer og last, ble bygget. Den kortere 747SP (special performance) med lengre rekkevidde ble også utviklet på midten av 1970-tallet.
747-familien ble videre utviklet med lanseringen av 747-300 i 1980. -300 var et resultat av Boeings studier for å øke setekapasiteten til 747. Løsninger som å strekke det øvre dekket til hele lengden av flyskroget ble avvist. Det første navnet til -300 var 747SUD for «stretched upper deck» (strukket øvre dekk), så 747-200 SUD, fulgt av 747EUD, og til slutt fikk den navnet 747-300. -300 modellen ble først produsert i 1983. Den inkluderte et strukket øvre dekk, økt marsjhastighet og økt setekapasitet. Passasjerfly, kortdistansefly og kombinasjonen laste-passasjerfly ble produsert.
I 1985 begynte utviklingen av langdistanseflyet 747-400. Det hadde glasscockpit, der alle instrumenter var digitale i stedet for analoge. Utviklingskostnadene raste i været og produksjonsforsinkelser oppstod når ny teknologi ble brukt etter forespørsel fra flyselskapene. Liten erfaring blant arbeidsstyrken og bruken av overtid bidro til å skape problemer tidlig i produksjonen av 747-400. Flyet gikk inn i tjeneste i 1989.
I 1991 ble det satt rekord da 1 087 passasjerer ble fløyet til Israel som en del av Operasjon Solomon. 747 var det tyngste flyet i normal tjeneste fram til Antonov An-124 Ruslan ble tatt i bruk i 1982. 747-400ER-modellen tok tilbake den tittelen i 2000. Transportflyet Antonov An-225 er i dag verdens største fly etter flere kriterier (inkludert maksimum tillatte vekt og lengde); ett slikt fly er i tjeneste siden 2010. Hughes H-4 Hercules er det største flyet etter vingespenn, men det fløy bare én gang.

Videre utvikling

Helt siden 747-400 ble tatt i bruk, har det vært flere planer for å øke lengden på flyet. Boeing annonserte planer om de større 747-500X og -600X i 1996. De nye variantene ville ha kostet mer enn 5 milliarder USD å produsere, men interessen var ikke stor nok til å starte programmet. Boeing kom med skisser til flere varianter av en 747X i forskjellige lengder som et alternativ til Airbus A3XX i 2000, men interessen for 747X-familien var ikke stor nok til å gå i produksjon.
Boeing gikk fra 747X-studiene og over til Sonic Cruiser i 2001. Da Sonic Cruser-programmet ble satt på vent, gikk de over på Boeing 787. Noen av ideene utviklet for 747X ble brukt på 747-400ER.
Etter at flere varianter var blitt foreslått for senere å bli oppgitt, ble enkelte i bransjen skeptiske til nye flyforslag fra Boeing. Tidlig i 2004 annonserte Boeing planer for 747 Advanced som til slutt ble iverksatt. 747 Advanced brukte teknologi fra 787 for å modernisere designet og flygesystemene. 747 forble det største passasjerflyet i tjeneste før Airbus 380 kom i tjeneste i 2007.
14. november 2005 annonserte Boeing at 747 Advanced-prosjektet skulle ta navnet Boeing 747-8. De siste 747-400 ble ferdigstilt i 2009. Per 2011 har de fleste bestillingene av 747-8 vært for transportversjonen. 8. februar 2010 hadde 747-8 sin jomfruferd. Den første leveringen av 747-8 var til Cargolux i midten av 2011. Etterhvert kan 747 komme til å bli erstattet av Boeings nye fly, foreløpig kalt «Boeing Y3».

Design

Boeing 747 er et stort bredbuksfly med fire vingmonterte motorer. Vingene er tilbakestrøket i en vinkel på 37,5 grader. Flyet kan oppnå en marsjfart på Mach 0.84 til 0.88, avhengig av varianten. Denne tilbakestrykningen tillater et såpass kort vingespenn at 747 kan bruke eksisterende hangarer. Setekapasiteten er på mer enn 366 med en 3-4-3-seteinndeling i økonomiklassen og en 2-3-2-inndeling på første klasse på hoveddekket. Det øvre dekket har 3-3-seteinndeling i økonomiklassen og 2-2-inndeling i første klasse.
Hevet over hoveddekket skaper førerkabinen en hump. Den hevede kabinen lar lasten bli lastet gjennom nesen på lasteversjonene. Det øvre dekket bak førerkabinen gir rom for en salong med ekstra seter. Det «strekte øvre dekket» kom som en utstyrsvariant på 747-100B og senere som standard på 747-300.
747s maksimumsvekt varierer fra 750 000 pund (333 400 kg), for -100, til 970 000 pund (439 985 kg) for -8. Rekkevidden strekker seg fra 5 000 nautiske mil (9 800 km), på -100, til 8 000 nautiske mil (14 815 km), på -8.
747 har flere strukturelle overtallssystemer, inkludert fire hydrauliske systemer og fire separate landingshjulsett med fire hjul hver, som gir god spredning av vekten på bakken og sikkerhet i tilfelle et dekk punkterer. Det overtallige landingsutstyret lar flyet lande på to motstående hjulsett i tilfelle de andre ikke fungerer. I tillegg, har 747 delte kontrollflater og avanserte tre-spaltete flaps som minimerer landingsfarten og lar 747 bruke normalt lange rullebaner. For transport av ekstra motorer kan 747 feste en ikke-fungerende femte motor under babord ving.

747-100

De første 747-100 ble bygd med seks vinduer på øvre dekk (tre på hver side) for å tilfredsstille salongområdene. Senere, da flyselskaper begynte å bruke øvre dekk for førsteklassepassasjerenes seter istedenfor salonger, tilbød Boeing en modifisert versjon med 10 vinduer. Noen ble ombygget med de nye modifikasjonene. -100 var utstyrt med Pratt & Whitney JT9D-3A motorer. Ingen transportversjoner ble utviklet av denne versjonen av Boeing, men noen 747-100 har likevel blitt ombygget til transportfly. Det første flyet var ferdig i 1969 og få år sener hadde SAS et fly i tjeneste. Totalt ble det bygget 167 fly.

747SR

Etter forespørsler fra japanske flyselskap etter et fly med høy kapasitet til innenriksreiser, utviklet Boeing flyet 747SR som et «kortdistansefly», en variant av 747-100 med lavere drivstoffkapasitet og høyere lastekapasitet. Flyet hadde også flere seter, opp til 498 passasjerer kunne bli fraktet i tidlige versjoner, og mer enn 550 i senere modeller. 747SR hadde et «økonomisk designet livsmål» med 52 000 flyvninger over 20 år, i motsetning til vanlige 747 med kun 20 000 flyvninger på 20 år. Den originale 747SR, -100SR, hadde et forsterket skrog og landingsutstyr for å takle økte belastninger forbundet med de ekstra avganger og landinger. Ekstra strukturell støtte ble bygget inn i vingene, flyskroget og landingsutstyret sammen med 20 % redusert drivstoffkapasitet.
Den originale bestillingen for -100SR, fire fly til Japan Air Lines (JAL, senere Japan Airlines), ble offentliggjort 30. oktober 1972, ferdig 3. august 1973, og første flyvning fant sted 31. august 1973. Typen ble godkjent av FAA 26. september 1973, med første levering samme dag. -100SR gikk inn i tjeneste med JAL, flytypens eneste kunde, 7. oktober 1973, og fløy vanligvis innenriksreiser i Japan. Syv -100SR ble bygd fra 1973 til 1975, hver med en maksimums avgangsvekt på 520 000 pund (240 000 kg) og JT9D-7A motorer med 43 000 pund skyvekraft (190 000 N).
Etter -100SR, produserte Boeing en ny -100BSR, en 747SR variant med høyere vektkapasitet. Flyet debuterte i 1978, og en slektning av flyet, -100B, debuterte i 1979. -100BSR fløy for første gang 3. november 1978, med første levering til All Nippon Airways (ANA) 21. desember 1978. Det ble produsert 20 -100BSR for ANA og JAL. -100BSR hadde 600 000 lb maksimum vekt og ble drevet av de samme JT9D-7A-motorene brukt på -100SR. ANA brukte typen på innenriksruter i Japan med 455 eller 456 seter fram til det siste flyet ble satt på bakken 10. mars 2006.
I 1986 ble det bygd to -100BSR SUD-modeller, med forlenget øvre dekk (stretched upper deck, SUD) fra -300-modellen, for JAL. Typens jomfruferd fant sted 26. februar 1986, med FAA-godkjenning og første levering 24. mars 1986. JAL fløy -100BSR SUD med 563 seter på innenriksruter fram til det ble satt på bakken i fjerde kvartal 2006. Mens bare to -100BSR SUD ble produsert, kan i teorien -100B-fly bli modifisert til SUD. Totalt tjueni 747SR ble bygget, derav syv -100SR, tyve -100BSR og to -100BSR SUD-modeller.

747-100B

Modellen 747-100B ble utviklet fra -100SR, og hadde sterkere skrog og landingsutstyr. Typen hadde en økt drivstoffkapasitet med 48 070 US gallons (181 965 liter), som tillot reiser på opptil 5 000 nautiske mil (9 000 km) vanligvis med 452 passasjerer, og økt maksimal avgangsvekt på 750 000 lb (340 000 kg) ble tilbudt. Den første -100B-bestillingen, et fly til Iran Air, ble offentliggjort 1. juni 1978. Dette flyet fløy først 20. juni 1979, fikk sin FAA-godkjennelse 1. august 1979, og ble levert dagen etter. Ni -100B ble bygget, et for Iran Air, åtte for Saudia (nå Saudi Arabian Airlines). Ulikt originalen, -100, hadde -100B enten Pratt & Whitney JT9D-7A-, General Electric CF6-50-, eller Rolls-Royce RB211-524-motorer. Imidlertid ble kun RB211-524- (Saudia) og JT9D-7A-motorer (Iran Air) bestilt.

747SP

Ideen til 747SP kom etter en forespørsel fra Pan American World Airways og Iran Air, som så etter et høykapasitetsfly med nok rekkevidde til å dekke Pan Ams New York–Midøsten-ruter og Iran Airs planlagte Teheran–New York-rute. Den sistnevnte ruten ville bli den lengste kommersielle flyreisen uten stopp i verden. 747SP er 48 fot 4 tommer (14,73 m) kortere enn 747-100. Deler av flyskroget ble avkortet foran og bak vingen, og midtseksjonen ble redesignet. SPs vingeflapper tok i bruk en enklere én-spaltet konfigurasjon. 747SP hadde sammenlignet med tidligere utgaver en tilspissing av det bakre skroget bakover mot halepartiet, dobbelthengslede sideror, og lengre vertikale og horisontale stabilisatorer. Det var installert Pratt & Whitney JT9D-7(A/F/J/FW)- eller Rolls-Royce RB211-524-motorer.
Flyet gikk inn i tjeneste med Pan Am og Iran Air i 1976. Flyet ble valgt til å betjene store flyplasser med korte rullebaner.
Det ble bygget 45 747SP. Den 44. 747SP ble levert 30. august 1982. Boeing gjenåpnet 747SPs produksjonslinje for å bygge en siste 747SP fem år senere i 1987 etter en bestilling fra De forente arabiske emiraters regjering. I tillegg til passasjerfly, ble en 747SP modifisert for NASAs SOFIA-eksperiment.

747-200

Mens -100, drevet av Pratt & Whitney JT9D-3A-motorer, gav nok rekkevidde og bæreevne for amerikanske innenriksoperasjoner, var den knapp når det gjelder internasjonale ruter. Etterspørselen etter fly med lengre rekkevidde og økt bæreevne førte frem til den forbedrede -200, med kraftigere motorer, økt MTOW, og lengre rekkevidde enn -100. Noen få -200 beholdt tre-vindu konfigurasjonen til -100 på øvre dekk, men de fleste ble byget med en ti-vindu-konfigurasjon på hver side. −200 ble produsert som rent passasjerfly (−200B),  fraktfly (−200F), ombyggbar (−200C), og kombinasjonsversjoner (−200M).
747-200B var en typisk passasjerversjon. Den hadde økt drivstoffkapasitet, kraftigere motorer, og gikk inn i tjeneste i februar 1971. Den var utstyrt med den eneste motoren tilgjengelig, Pratt & Whitney JT9D-7, motorer i de tre første årene. Ved fulle seter hadde den en rekkevidde på  5 000 nmi (9 260 km), og senere 6 000 nmi (11 112 km) med nyere motorer. De fleste -200B hadde et innvendig strukket øvre dekk. Dette gav plass til 16 ekstra seter. Lastemodellen, 747-200F, kunne bygges med eller uten lastedør på siden, og hadde en lastekapasitet på 95,3 tonn og en total maksimumsvekt på 378 000 kg. Den gikk inn i tjeneste for Lufthansa i 1972. Den ombyggbare modellen, 747-200C, kunne bygges om fra et passasjerfly til et lastefly, eller bli brukt i en blandingskonfigurasjon, og hadde seter som kunne fjernes nær lastedøren. -200C kunne også få montert en lastedør på siden av hoveddekket.
Kombimodellen, 747-200M, kunne bli lastet bak i flyet via en sidedør. En fjernbar del av hoveddekket skilte lasten fra passasjerene foran. -200M kunne ta opp til 238 passasjerer, fordelt på tre klasser, med last på hoveddekket. Modellen ble også kjent som 747-200 Combi. Som ved -100, ble det også laget en versjon med et strukket øvre dekk. Totalt tolv slike fly ble bygd. Ti ble brukt av KLM, og Union des Transports Aériens hadde to slike fly.
1. august 1972, etter lanseringen av -200 med Pratt & Whitney JT9D-7 motorer, inngikk Boeing en avtale med General Electric om å utstyre 747 med CF6-50 motorer, for å øke flyets markedspotensial. Rolls-Royce fulgt etter, med en bestilling fra British Airways om fire fly. Den nye motoren RB211-524B ble offentliggjort 17. juni 1975. -200 ble det første 747 flyet som kunne velge mellom tre store motorfabrikanter.
Totalt 393 fly av typen 747-200 ble bygd fra produksjonen begynte til den ble avsluttet i 1991. Av disse var 225 -200 modeller, 73 var -200F, 13 var -200C, 78 var -200M, og 4 var militære.. Mange 747-200 er fremdeles I bruk, selv om større selskaper har sluttet å bruke dem, og solgt sine fly til mindre selskaper. Større selskaper økte pensjonsraten på sine fly etter 11. september angrepene, og den etterfølgende nedgangen i reisende. Noen fly ble skrapet, og noen ble gjort om til lastefly.

747-300

747-300 har et 7,11 m  lengre øvre dekk enn -200. Det forlengede øvre dekket har to nøddører og er den mest synlige forskjellen mellom -300 og tidligere modeller. Det strekte øvre dekket dukket først opp som modifikasjoner på to japanske 747-100SR-fly, før det ble standard i alle -300. -300 introduserte en ny, rett trapp opp til det øvre dekket, i motsetning til eldre modeller som brukte en spiraltrapp, for å gi plass til flere seter under. Mindre aerodynamiske forandringer gjorde -300 i stand til å cruise på opp til Mach 0,85, i motsetning til Mach 0,84 hos -200 og -100, med samme vekt ved letting. -300 kunne ha de samme Pratt & Whitney- og Rolls-Royce-motorene som på en -200, og samtidig ble -300 oppdatert med General Electric CF6-motorer.
Swissair var de første som bestilte 747-300, 11. juni 1980. Den nye flymodellen fikk navnet 747-300, som tidligere hadde blitt brukt på et annet design som aldri nådde produksjon. -300 fløy første gang 5. oktober 1982, og den første leveransen ble gjort til Swissair 23. mars 1983. Foruten passasjermodellen, ble to andre versjoner (-300M, -300SR) produsert. 747-300M hadde lastekapasitet i den bakre delen av hoveddekket, ganske likt -200M, men med et strukket øvre dekk, kan den frakte flere passasjerer. 747-300SR er et kortdistanse-, høykapasitets innenriksfly. Flyet ble produsert for det japanske markedet: Japan Airlines hadde denne modellen med over 600 seter på sin Okinawa–Tokyo-rute og noen andre steder. Ingen lasteversjoner av 747-300 ble bygget, men Boeing gjorde noen modifikasjoner på brukte -300-modeller fra passasjerfly til lastefly i år 2000.
Det ble totalt levert 81 fly av 747-300-modellen, 56 til passasjerformål, 21 -300M og 4 -300SR-versjoner. I 1985, bare to år etter -300 ble satt i drift, ble modellen suspendert da den nye og mer avanserte 747-400 ble annonsert. Det siste 747-300-flyet ble levert i september 1990 til Sabena. Mens noen flyselskaper fortsatte å bruke -300-modellen, valgte flere store selskaper å bytte ut sine -300 med nye 747-400. Air France, Air India, Pakistan International Airlines og Qantas var noen av de siste store selskapene som brukte 747-300. 29. desember 2008, fløy Qantas siste 747-300 sin siste rute, fra Melbourne til Los Angeles via Auckland.

747-400

747-400 er en forbedret modell med lengre rekkevidde. Flyet har 1,8 m lengre vinger, og wingleter 1,8 m høye, som gjør øker drivstoffeffekten med fire prosent i forhold til tidligere 747-versjoner. Med 747-400 ble det introdusert et nytt kabindesign for et mannskap på to, i motsetning til tidligere versjoner som hadde tre. Dette reduserte antallet knotter og brytere fra 971 til 365 gjennom bruken av elektronikk. Modellen hadde også drivstofftanker i halen, forbedrede motorer og nytt internt design. Den lengre rekkevidden ble brukt av noen flyselskap til å unngå de tradisjonelle påfyllingstedene, som Anchorage. Motorene var blant annet Pratt & Whitney PW4062, General Electric CF6-80C2, og Rolls-Royce RB211-524.,
-400 ble produsert som passasjerfly (-400), lastefly (-400F), kombinasjonsfly (-400C), innenriksfly (-400D), langdistansepassasjerfly (-400ER), og langdistanselastefly (-400ERF). Passasjerversjoner hadde det samme øvre dekket som -300, mens lasteversjonene ikke har forlengede øvre dekk. 747-400D ble bygget for kortdistanseruter og har ikke wingleter, men kan ha dem montert. Cruisingfarten er opp mot Mach 0,855 på forskjellige versjoner av 747-400.
Passasjermodellen ble først tatt i bruk i februar 1989, under selskapet Northwest Airlines på ruten mellom Minneapolis og Phoenix. Kombinasjonsmodellen ble tatt i bruk i september 1989 under KLM, mens lasteflyet ikke ble tatt i bruk før i november 1993 under Cargolux. 747-400ERF ble tatt i bruk av Air France i oktober 2002, mens 747-400ER gikk inn i tjeneste under Qantas, modellens eneste bruker, i november 2002. I januar 2004, satte Boeing og Cathay Pacific i gang Boeing 747-400 Special Freighter programmet, siden omtalt som Boeing Converted Freighter (BCF), for å modifiserte 747-400 til lastebruk. Det første 747-400BCF ble offentliggjort i desember 2005.
I mars 2007 annonserte Boeing at selskapet har planer om å produsere flere passasjerversjoner av -400. Samtidig var det allerede plassert bestillinger for 36 -400F og -400ERF da annonseringen ble gjort. Det siste passasjerflyet av 747-400-modellen ble levert i april 2005 til China Airlines. Noen av de siste flyene av type 747-400 ble levert med Dreamliner-utseende og med det moderne interiøret til Boeing 777. Totalt 694 fly av 747-400-serien ble levert. Flere ganger har den største innehaveren av 747-400 vært Singapore Airlines, Japan Airlines, eller British Airways.

747 LCF Dreamlifter

747-400 Dreamlifter (originalt kalt 747 Large Cargo Freighter eller LCF) er en Boeing-designet modifikasjon av eksisterende 747-400. Evergreen Aviation Technologies Corporation fra Taiwan ble kontaktet for å fullføre modifikasjonene av 747-400 til Dreamlifters i Taoyuan. Flyet fløy for første gang 9. september 2006 som en prøveflyvning. Modifikasjoner av fire fly ble ferdig i februar 2010. Dreamliftere har blitt tatt inn i tjeneste ved å transportere uferdige sammensettinger av Boeing 787 til hovedfabrikken i Everett, Washington, for den siste konstruksjonen. Flyet er kun tillatt å bære nødvendig mannskap, ikke passasjerer.

747-8

Boeing annonserte en ny versjon av 747, 747-8, 14. november 2005. Flyet ble referert til som 747 Advanced før produksjonsstarten, men ved bruken av samme motor og cockpitteknologi som 787, fikk modellen navnet 747-8 («8» fra 787). Modellen er designet for å være stillere, mer økonomisk og mer miljøvennlig. 747-8s flyskrog er forlenget med 70,8 til 76,4 m (232 til 251 fot), som var den første strekte versjonen av 747. Flyet bruker General Electric GEnx-2B67-motorer.
747-8 Freighter, eller 747-8F, er en videreutvikling av 747-400ERF. Modellen har 16 prosent mer bærekapasitet enn forgjengeren, som gir den mulighet til å bære syv ekstra standard flytransportcontainere, med maksimal bærekapasitet på 140 tonn med last. Som tidligere 747 lastefly, har også 747-8F en stor nesedør for å hjelpe med lasting, 747-8F gjorde sin jomfrutur 8. februar 2010. Modellen fikk sin godkjenning av det amerikanske FAA og Det europeiske luftfartssikkerhetsbyrå 19. august 2011. -8F ble først levert til Cargolux 12. oktober 2011.
Passasjermodellen, kalt 747-8 Intercontinental eller 747-I, er designet for å ha opp til 467 passasjerer i en tre-klasseskonfigurasjon, og kan fly over 8 000 nmi (14 816 km) med en fart på Mach 0,855. Som en videreutvikling av den allerede vanlige 747-400, har 747-8 den økonomiske fordelen med lik trening og like mekaniske deler. Modellens første flyvning foregikk 20. mars, 2011. Når 747-9 går inn i tjeneste, vil det gå forbi Airbus A340-600 som verdens lengste fly. Det første -8I ble levert tidlig i 2012 til Lufthansa. Det er bestilt totalt 106 fly av typen 747-8, blant dem er 70 bestillinger for -8F og 46 for -8I, per desember 2011.

Kansellerte design

Boeing har studert flere forskjellige design for 747 som senere ble kansellert før produksjon, deriblant et fly for USAF som skulle brukes til å frakte mindre angrepsfly.

747 trijet

Sent på 60-tallet og tidlig på 70-tallet satte Boeing igang studier for en kortere 747 med tre motorer, for å konkurrere med L-1011 TriStar og DC-10. 747-trijeten skulle ha større bæreevne, lengre rekkeevne, og passasjerkapasitet større enn hos L-1011 og DC-10. Den midtre motoren ville ha blitt plassert i halen i en S-duct, liknende en L-1011s-motor, men motorstudier viste at det ville bli nødvendig med et totalt redesign av 747s vinger. Å minimere forskjellen i styring fra konvensjonelle 747 var ville være viktig for å minimere pilotenes trening. Boeing valgte til slutt å gå etter den mindre fire-motors 747SP. På 90-tallet satte Boeing inn det mindre to-motors-flyet 777 i markedet der 747 trijeten skulle operere.

747-500X, -600X, og -700X

På Farnborough Air Show i 1996 annonserte Boeing to nye modeller, 747-500X og -600X. De to modellene ville ha kombinert 747s flyskrog med nye vinger på 77 m, fra 777. Andre forandringer inkluderer kraftigere motorer og flere hjul på landigsutstyret. Henholdsvis fra to til fire foran, og fra 16 til 20 på hovedlandingsutstyret.
747-500X skulle ha et 5,5 meter lengre flyskrog, på totalt 76,2 meter, og skulle kunne ta opp til 462 passasjerer. Det ville ha en rekkevidde på 8 700 nautiske mil (16 100 km), med den totale vekten 450 tonn (ulastet). 747-600X skulle være enda lengre, hele 85 meter med plass til 548 passasjerer, rekkevidde på 7 nautiske mil (14 300 km), og en totalvekt på 540 tonn. Et tredje konsept, 747-700X, skulle ha kombinert vingene fra -600X med et bredere skrog. Det skulle kunne ta opp mot 650 passasjerer på samme distanser som 747-400. Kostnadene for å bygge om gamle 747-modeller, spesielt med de nye vingene for -500X og -600X, ble beregnet til å være på mer enn 5 milliarder USD. Boeing klarte aldri å skaffe nok interesse rundt prosjektet til å starte produksjon av flyene.

747X og 747X Stretch

Mens Airbus presset med sitt nye A3XX-konsept, valgte Boeing i 2000 å foreslå et nytt 747-fly som kunne ta opp konkurransen. Dette var et enklere design enn de tidligere -500X og -600X.

Uhell og hendelser

Fram til mars 2016 har 747 vært involvert i 132 hendelser og uhell, deriblant 49 hendelser der flyet er blitt totalt eller delvis ødelagt uten mulighet for reparasjon, som har ført til 2 852 tap av liv. Flytypen har blitt kapret 31 ganger, noe som har ført til 25 tap av liv. Få uhell skyldes feil ved flyet. Korean Air Lines Flight 007 ble skutt ned av Sovjetunionen i 1983 da det fløy inn i sovjetisk område. Dette førte til at president Ronald Reagan valgte å autorisere GPS til sivilt bruk.
Tenerife-ulykken i 1977 mellom to 747-fly er tidenes dødeligste flyulykke. 583 personer omkom i ulykken da et fly tok av mens et annet ikke ennå var kommet av rullebanen i tykk tåke.