Luftwiderstand mit einrechnen setzt voraus den Ball genau zu kennen. Allerdings hat man ja mit Tennisball bereits einen Anhaltspunkt. Trotzdem kennt man den Luftwiderstandsbeiwert leider noch nicht...und finde den auch nicht so auf die Schnelle bei Google.
Brushless-Motoren sind quasi Drehstrommotoren, denen man aber Rechteck-Impulse auf die Wicklung geben darf, da sie über Permanentmagnete angeregt werden. Während Drehstromer eigentlich als Kurzschlussläufer ihr Rotormagnetfeld induktiv erzeugen.
Sprich keine PWM, sondern zeitlich versetzte Impulse, wie die Sinuskurven des Drehstroms. Und man muss keine negative Spannung liefern, wie beim Wechsel/Drehstrom sonst üblich. Haben ohne Kontroller 3 Anschlüsse (3 Wicklungen im Dreieck) bzw wenn sie einen Kontroller integriert haben natürlich nur 2 Versorgungsanschlüsse und einen Drehzahlregelanschluss. Und innen fertige Elektronik die alles weitere managed.
Leistung austüfteln ist nicht so einfach, hier wird beim Schülerprojekt nichts anderes über bleiben, als zu experimentieren. Wobei ein 100W Motor der eine Scheibe auf Drehzahl bringt sicherlich schon gut dimensioniert ist. Kommt halt ein wenig auf die Zeit an bis man auf Drehzahl sein will. Ich muss ja nur die Lagerreibung überwinden und den Luftwiderstand den die Scheibe und eventuelle Aufbauten erzeugen.
Du kannst zb den Luftwiderstand experimentel ermitteln, wenn du einen Autofahrer zur Hand hast. Nimm ein Brett mit der Größe deines Aufbaus. 4 Seile an die Ecken, so das es an den Seilen genau so hängt wie es später im Wind stehen soll. Das ganze an eine Federwaage. Das ist das einzige was man sich irgendwo besorgen muss. Hier wäre auch eine missbrauchte Wiegezelle denkbar.
Seil an Messeinrichtung(Wiegezelle oder Federwaage). Fixpunkt an eine Holzstange so das man diese aus dem Fahrzeug heben kann. Fahrzeug beschleunigen auf gewünschte Geschwindigkeit und Messwert ablesen. 1Kg an der Waage = 10N grob gerundet. So bekommt man zumindest mal einen Anhaltspunkt für die Kräfte. Der Motor hat ja auch ein Drehmoment. Sagen wir mal 1Nm und eine Scheibe von 15cm Radius heist 6N an diesem Radius ungefähr. Nun sollte der Luftwiderstand bei der gewünschte Drehzahl diesen Wert nicht übersteigen, sonst begrenzt dir der Motor schon bei kleinerer Speed.
Wenn du beispielsweise eine nakte Metalscheibe nimmst, gut poliert hast du kaum einen nennenswerten Luftwiderstand. Die Massebeschleunigung ist linear und muss nur einmal zugeführt werden. Ist die Masse beschleunigt muss NUR noch die Energie zugeführt werden, die der Luftwiderstand und die Lagerreibung begrenzt. Lagerreibung kannst du über hochwertige Lager beeinflussen, Luftwiderstand aber wohl nicht. Der Aufbau muss sich eher an den mechanischen Notwendigkeiten ausrichten, weniger am Luftwiderstand.
Zur besseren Verdeutlichung: bei reibungsloser Lagerung im Vakuum würde ein Motor unendlich beschleunigen können. Siehe zb Ionentriebwerke. Die beschleunigen mit 70mN(entspricht 0,7gr Masse...das gewicht einer Postkarte) Schub 400kg schwere Satelliten und könnten theoretisch fast Lichtgeschwindigkeit erreichen, wenn man genug Zeit hat. Weil ja nichts bremst und Massebeschleunigung nur für Geschwindigkeitsänderung Energie braucht. Nicht permament.
Also finde den Luftwiderstand deiner Scheibe heraus. Falls nötig bau die Scheibe so auf, das du sie in den Wind hängen kannst und mit einer Federwaage oder Wiegezelle erfassen und ermittel so deinen Luftwiderstand. Lagerreibung kannst du selbst nicht berechnen ohne die Daten vom Hersteller und erst recht nicht messen. Dazu müsste man einen kalibrierten Antrieb haben und den gegen die Reibung operieren lassen.
Also, glaube fest daran.... 
