Что-то я вас совсем не понимаю.. Итак:
Перед "стартом" с безопасной окружности мы бежим вслед за лучом почти касаясь его - это оптимальная траектория перед стартом, так как обеспечивает максимальный запас времени.
угу
Если

- точка старта с безопасной окружности, а траектория 2 - это отрезок

, то при старте обязательно попадаем внутрь безопасного круга и тут же догоняем луч.
Зачем? Не "обязательно", а только в том случае, если ваша точка

- неоптимальна и закрывается безопасным кругом
Поэтому спрямлять надо так: строим касательную из

к окружности, продолжаем её до пересечения с траекторией 1, пусть точка пересечения -

.
Тогда ломанная

- лучше, чем траектория 1, но хуже просто касательной, и на такой ломанной луч не догоняем, так как она целиком (кроме одной точки) лежит вне безопасного круга.
В таком случае берем не ломанную, а идем по безопасной окружности до точки касания вашей касательной к окружности. А дальше по этой касательной В результате мы просто вышли на , то что не в том месте стартовали (повернулись на какой-то угол) А могли просто сразу следовать по той касательной, только повернутой на угол.
В результате - все равно по прямой