Между неоднородными приложениями запятая не ставится.
Предпочтительна другая последовательность неоднородных приложений при имени: Герой Советского Союза летчик Иванов.
Да, именно так.
Мы упомянули только об одном случае потому, что он имеет отношение к приведённому Вами в вопросе примеру. Если говорить о русской пунктуации в целом, то, действительно, постановка запятой после слова однако в начале предложения может быть обусловлена более чем одной причиной. Спасибо за уточнение!
Для того чтобы точно ответить на вопрос о пунктуации в Ваших примерах, требуется более широкий контекст. Общее правило следующее. При встрече вводного слова и союза запятая после союза ставится, если вводное слово (кроме того) можно опустить или переставить в другое место предложения без нарушения его структуры. Если же изъятие вводного слова невозможно (то есть союз включается во вводную конструкцию, образуя с ней единое сочетание), то запятая после союза не ставится (обычно это бывает при союзе а).
В правилах недостаточно разъяснений о том, от чего в подобных предложениях зависит выбор двоеточия и тире. На наш взгляд, тире нужно ставить в том случае, если главную информацию передают однородные компоненты, на них падает логическое ударение. Двоеточие нужно поставить, если главное в предложении то, сколько было предметов, логическое ударение падает на словосочетание с количественным значением. Информация о том, какие были предметы, второстепенная, дополнительная.
Более вероятна такая расстановка знаков:
Открытие произошло на стыке двух наук — математики и физики.
В набор входит три карандаша: синий, красный и зеленый.
Верно слитное написание. В данному случае чтобы - это союз.
Процитируем "Русскую грамматику":
§ 3147. Сложносочиненные предложения, формируемые однозначными союзами дифференцирующего типа, а также многочисленными аналогами сочинительных союзов, выражают разные виды несобственно соединительных отношений.
Это предложения со значением пояснительным, противопоставления, факультативно-комментирующим, причинно-следственным и градационным. За исключением союзов то есть, а именно, а то и, связующие слова и сочетания в таких предложениях не являются союзами в собственном смысле слова: союзная функция в них производна от оценочно-квалифицирующих лексических значений соответствующих наречий, частиц, вводных слов и сочетаний.
Это такие аналоги союзов, как зато, однако, только, наконец, напротив, наоборот, вернее, точнее, скорее, все же, все-таки, тем не менее, между тем, поэтому, следовательно, значит, собственно, кстати, кстати говоря, таким образом, тем самым, иначе, иными словами, вместе с тем, более того, кроме того, сверх того, к тому же, прежде всего, во всяком случае, по крайней мере, не только, мало того, не то чтобы, не то что.
Многие из этих аналогов широко употребительны в качестве конкретизаторов при союзах недифференцирующего типа. Отличие аналога союза от собственно союза заключается в том, что в составе соединений типа и всё-таки, и однако, и тем не менее, а следовательно, а поэтому, но зато, но только, или вернее собственно союз занимает позицию конкретизируемого компонента (как правило, первую, открывающую), тогда как аналог союза выполняет конкретизирующую функцию и следует за союзом.
