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바디의 역할은 레이스카에 있어서 상당히 중요한 부분이다. 차의 형태를 유지하며 주행시 차량의 쏠림이나 비틀림, 스트레스등을 견뎌낼 수 있는 내구성을 지녀야 하며 차량의 전복이나 충돌, 추돌 사고시 드라이버의 생명을 지켜야 하는 중요한 부분이기 때문이다. 바디의 형태에는 카트<Kart>처럼 서스펜션과 프레임,바디의 모든 역할을 해야하는 경우가 있는가 하면, 기존의 일반양산 차량의 바디에 안전장치 롤바,롤케이지<Roll bar, Roll cage>를 보강해 사용하는 경우가 있고 F1같은 경우에는 카본을 이용해서 만든 카본 모노코크 바디 <Carbon monocoque doby>를 사용한다.
* 바디 튜닝
국내 투어링카는 원메이커<배기량 1500cc이하>와 투어링B<1600cc이하>, 투어링A<1601cc이상>로 나뉘어 진다. 하지만 양산차량을 레이스카로 만들기 때문에 각 그레이드별 바디는 큰 차이가 없다. 바디를 튜닝 하려면 먼저 차량을 모노코크바디만 남기고 엔진, 미션, 시트, 배선등을 모두 탈착 한다. 방음재, 방청재 등 모든 내장재들도 제거해야만 한다. 무게도 줄이고 레이스중에 차량의 화제나 다른 문제들을 야기할 수 있기 때문이다. 레이스카는 일반차량에 비해 많은 가혹한 조건들이 가해지므로 이러한 조건에서도 바디가 견뎌야 하기 때문에 제일 먼저 바디 튜닝<바디 보강작업>을 하게 된다. 바디튜닝을 하기 위해서는 먼저 차량이 어떻게 제작되어 있는가를 먼저 파악해야 한다. 차체를 가만히 들여다보면 엔진룸부분, 실내부분, 트렁크부분 등으로 강철판들이 나뉘어져 용접되어 있다. 이 연결 부분들의 용접된 부분이나 힘을 많이 받게 되어 보강해야 할 부분들, 롤바를 설치해야 할 부분들을 전기스포트용접이나 CO2용접, TIG용접 등을 이용해 보강하게 된다.
* 용 접
국내 레이스카의 용접에는 평균적으로 '전기 스포트용접, CO2용접, TIG용접 이3가지 용접법이 대부분을 이루며 그 사용방법이나 용도는 다음과 같다. 스포트 용접은 기존에 되어 있는 용접점의 사이를 보강하는데 사용되며 모든 용접이 그러하지만 용접하기 전에 용접할 면의 페인트나 이물질을 깨끗하게 제거해야 하고 철판의 두께를 측정해서 정확한 전류와 압력 등을 정해 주어야 훌륭한 용접을 할 수 있게 되며 보통 각 레이싱팀에서 사용하는 스포트 용접기는 컴퓨터로 제어되는 커다란 용접기가 아니고 소형 용접기이기 때문에 용접기 암의 형상이 'C'자 모양이어서 한쪽 면이 개방되지 않은 면이나 넓은 철판의 중앙, 또는 구석진 곳 등은 용접을 할 수 없는 단점이 있다. 하지만 용접시간이 빠르고 우수한 용접면을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다. CO2용접<이산화탄소 아크용접>은 1950년대에 개발되었으며 용접 중에 이산화탄소를 보호 가스로 사용하여 용접재료나 용접부를 보호하고 용접토치의 중앙으로 전극 와이어를 계속 공급하여 와이어와 용접재료간의 아크를 발생시켜 용접을 하게 된다. 비교적 쉽고 간단해서 많은 부분에 사용되며 스포트 용접기를 사용할 수 없는 부분이나 구석진 곳, 롤바 등에 사용된다. TIG용접은 일명 아르곤 용접이라고도 하며 아르곤이나 헬륨 등의 불활성가스를 용접의 보호 가스로 이용해서 보다 우수한 용접면을 만드는 용접이다. 머플러의 파이프 용접이라든가 포뮬러의 트러스바디 용접, 서스펜션암, 어프라이트, 알루미늄용접, 스테인레스용접과 같은 비철금속용접등 미세하고 정밀성을 요구하는 부분들의 대부분이 이 용접으로 이루어진다..
* 롤케이지
바디 튜닝이 끝나면 롤케이지를 제작한다. 롤케이지의 목적은 첫째로 차량의 사고시 바디의 변형으로부터 드라이버를 보호하고 둘째는 차량의 진동이나 작은 충격 등으로 바디가 비틀어져 밸런스를 잃는 것을 방지하는데 있다. 이를 위해 각 경기의 주최측에서는 차량 규정집에 롤케이지에 사용되는 파이프의 종류나 지름의 크기, 두께, 장착방법 등을 규정하고 있다. 롤케이지를 제작하는데는 다음 3가지 공정을 거치게 된다.
1. 설계 파이프는 최대한 가볍고 강도가 높은 것을 선택해야하며 용접된 이음세가 없고 다듬면이 깨끗한 '인발 가공' 한 파이프를 사용해야 한다. 먼저 차량의 실내 구조를 정확히 파악해서 롤바의 부착할 부분이나 보강해야 할 부분, 밴딩 각도 용접할 수 있는 각도 등을 계산해서 설계하게 된다.
2. 밴딩
밴딩은 말 그대로 롤바로 사용할 파이프를 휘는 작업이다. 대부분은 밴딩머신에 의해 밴딩을 하게 된다. 빠른 시간에 많은 양을 밴딩 할 수 있고 가격도 저렴하기 때문이다. 하지만 수작업으로 밴딩을 하게 되면 좀더 섬세하고 강도가 우수한 밴딩을 얻을 수 있다. 수작업으로 밴딩을 하려면 먼저 고운 모래를 후라이팬에 깨를 볶듯이 오랜 시간 볶아서 모래 속에 염분이나 수분이 하나도 없는 상태를 만든다. 먼지가 풀풀 날 정도로. 그리고 나서 밴딩 할 파이프의 한쪽을 나무 등으로 막고 그 속에 말린 모래를 꾹꾹눌러<?>가득 채운 뒤 나머지 구멍도 막게 된다. 그리고는 설계된 모양데로 가스토치등을 이용해서 파이프를 달구고 천천히 아주 천천히 밴딩을 하게 된다. 물론 모양이 만들어진 파이프를 냉각하는 것도 자연적으로 냉각되도록 놓아둔다. 이렇게 제작을 하면 밴딩된 부분에 주름도 만들어지지 않고 응력이 발생되지도 않아 훌륭한 롤케이지를 제작 할 수 있게 된다. 하지만 시간이 너무 많이 걸리고 절차가 복잡한 단점이 있다.
3. 부착 롤케이지는 실내 바닥플로어에 장착하게 되는데 볼트등으로 장착 하는 방법과 용접으로 장착하는 방법이 있다. 국내 규정에서는 6점식<6군데>을 사용해야 하며 대부분은 용접식을 사용한다. 이 때의 용접법은 대부분 CO2용접을 사용한다.
* 프레임
투어링카의 경우 프레임과 바디가 일체형인 모노코크 바디를 사용하므로 별도의 프레임은 없으며 국내 포뮬러의 경우에는 프레임을 트러스형<Truss type>구조로 설계하였다. 일명 스페이스 프레임<Space frame>이라고도 하며 철판 대신 강관을 이용해서 프레임을 제작하는 방식으로 가볍고 강성이 뛰어난 장점을 가지고 있다.
F1의 경우에는 카본 모노코크 바디를 사용하고 있다. 카본 화이버, 즉 탄소섬유는 복합재료로서 일반 금속재료들에 비해서 여러 가지 우수한 장점들을 가지고 있다. 금속보다 훨씬 가벼우면서도 더 우수한 강도를 가지고 있고 레이스카의 주행 중 발생할 수 있는 피로강도나 열에 대한 변형에 대해서도 아주 우수한 성질을 가지고 있다. 그렇기 때문에 현재 포뮬러의 경우에는 상당히 많은 부분이 탄소섬유를 사용하여 제작되게 되었다.
탄소섬유<arbon fider>는 흑연섬유<Graphite fiber>라고도 하며 그 기원은 1880년대로 올라간다. 모든 과학자들의 영원한 우상인 토마스 에디슨은 전구를 발명하는데 있어서 탄화된 셀룰로오스 섬유를 이용했었다. 그로부터 한참 뒤인 1959년 미국의 유니언 카바이트사에 의해 최초로 상품화되었다. 탄소섬유를 만들기 위한 기본 재료를 프리커서<precursor>라고 하는데 초기에는 레이온을 주로 사용했으나 62년 일본에서 PAN<Polyacrylonitrile>을 이용한 탄소섬유를 개발하면서 지금은 대부분의 탄소섬유가 PAN을 이용해서 제조되고 있다. 프리커서를 높은온도 약 3000도에서 흑연화시켜 이것을 쉽게 사용할 수 있도록 PVA <Polyacryl alcohol>나 에폭시 같은 수지를 여러 가지 방법으로 함침시켜 표면처리를 하게 된다. 이렇게 해서 제작된 것이 프리프레그<Prepreg> 이다. 레이스카를 제작하는 공장에서는 이 프리프레그를 이용해서 제품을 만든 뒤 오토클레이브에 넣어 성형을 하게 된다. 오토클레이브는 우리나라의 도자기를 굽는 가마 와 그 역할이 같다. 사용목적에 따라 크기도 다양하여 항공기 부품 등을 제작하는 초대형이 있는가 하면 레이스카를 제작할 때 사용하는 사람 크기만 한 것도 있다. 오토클레이브는 외부와 격리되고 밀폐된 공간 안에 압력과 진공을 가할 수 있고 온도를 높일 수도 있고 냉각할 수도 있으며 이 모든 것을 컴퓨터제어로서 통제할 수 있도록 제작해 놓은 것이다. 카본제품을 만들기 위해서는 먼저 원하는 형태로 만들어 놓은 프리프레그를 테플론 필름이나 블리더, 에어브레더 등과 함께 제작해 진공백을 씌워 오토클레이브 안에 넣게 된다. 이렇게 넣어진 제품의 진공백 안에는 성형시 발생할 수 있는 기포를 억제하고 프리프레그를 여러겹으로 제작할 경우 프리프레그간의 접착력등을 좋게 하기 위해서 진공<약 750mmhg>을 가해 주고 진공백 밖에서는 일정한 압력<약 580kPa>을 가하게 된다. 그런뒤에 온도를 높이게 되는데 먼저 121도 정도로 약 1시간을 가열한 뒤에 177도 정도에서 2시간 정도를 가열하게 된다. 그리고 나서 압력과 진공을 제거하고 후처리를 하게 된다. 탄소섬유로 부품을 만들기 위해서는 이렇게 많은 장비와 시간, 인력, 자본 등이 투자되어야 하지만 이러한 첨단 소재를 사용함으로써 좀더 우수한 레이스카를 만들 수 있게 되는 것이다.
* 콕피트
바디튜닝과 롤케이지 작업이 끝나면 시트, 안전밸트, 핸들, 계기판, 각종스위치류, 시프트레버, 페달, 소화기 등을 장착하게 된다. 이 모든 시설은 드라이버가 경기를 진행하는데 있어서 도움을 주는 장치들이다. 시트는 버킷<bucket>시트를 사용하게 되는데 이 시트는 레이스를 위해 전문메이커에서 제작해 공급하는 것으로서 대부분이 FRP나 카본파이버를 이용해서 만들기 때문에 강하고 신축성이 있으며 안전밸트와 함께 드라이버의 자세가 외부의 충격이나 차체의 움직임으로부터 흩틀어지지 않도록 보호하는 역할을 하게 된다. 이 시트를 장착할 때에는 드라이버의 운전자세에 맞추어서 가장 편하고 안전한 운전을 할 수 있도록 장착하는 것이 관건이라 하겠다. 핸들이나 스위치류, 페달 소화기 등도 운전자가 좌석에 앉아 안전밸트를 맨상태에서 조작을 할 수 있도록 설치를 해야한다. 콕피트에서 계기판은 엔진과 차량의 상태를 알려주는 눈과 귀의 역할을 하게 된다. 평균적으로 계기판에는 엔진회전수, 엔진냉각수온도, 엔진오일의 온도, 엔진오일의 압력 등의 게이지가 장착되게 되며 F1에서는 이러한 모든 정보를 하나의 화면으로 불 수 있도록 제작하고 이러한 정보를 피트나 패독에서 엔지니어와 미케닠들이 볼 수 있도록 하는 장비를 사용하고 있다.
* 에어로 다이나믹스
레이스카의 속도가 점차 빨라지면서 공력에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 엔진, 브레이크, 타이어등에서 발생되는 고온을 낮추기 위한 에어 덕트, 차량의 다운포스<차량을 밑으로 누르는 힘>를 높이기 위한 각종 스포일러 등이 그것이다. 스포일러의 구조는 항공기의 날개를 거꾸로 달아 놓은 형태이다. 항공기가 양력을 얻는 것은 날개의 형상 때문이며 이를 레이스카에 접목시켜 레이스카를 지면으로 누르는 힘을 얻게 되는 것이다. 양력에 대한 이론은 '베르누이 정리'에 의해 설명된다. 기화기의 벤츄리관, 자동차 도색을 할 때 사용하는 스프레이 건 등이 이 원리를 이용한 제품들이다. 비행기의 날개를 옆쪽에서 자세히 살펴보면 밑면은 평평하고 윗면은 둥근 원호로 제작되어 있다. 이 면을 공기가 흐르게 되면 밑면을 흐르는 공기보다 윗면을 흐르는 공기는 더 빨리 움직이므로 밑면보다 윗면의 압력이 떨어지게 된다. 이렇게 되다 보니 밑면의 압력보다 윗면의 압력이 낮아져서 이 압력차에 의해 날개는 윗쪽으로 이동하려 하고 이로 인해 비행기는 양력을 얻게 되는 것이다. 이 원리를 레이스카의 앞쪽과 뒤쪽, 머신 전체의 설계에 이용해서 차량을 좀더 빨리 달릴 수 있도록 하는 것이다.
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