Как получается, что билет до Рима через Вену может стоить дешевле прямого рейса до Вены, и почему нельзя сойти посередине маршрута, купив билет с пересадкой?

Так происходит из-за того, что для авиакомпаний важен такой показатель, как заполняемость рейсов. Именно поэтому билет Москва-Брюссель-Москва авиакомпании KML стоит дешевле, чем Москва-Амстердам-Москва. Тоже самое справедливо и для билетов туда-обратно, обычно половина цены билета туда-обратно меньше, чем стоимость билета в одну сторону.